题目

运用你所掌握的数据结构，设计和实现一个 LRU (最近最少使用) 缓存机制。它应该支持以下操作： 获取数据 get 和 写入数据 put 。

获取数据 get(key) - 如果密钥 (key) 存在于缓存中，则获取密钥的值（总是正数），否则返回 -1。
写入数据 put(key, value) - 如果密钥不存在，则写入其数据值。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前删除最近最少使用的数据值，从而为新的数据值留出空间

示例:
LRUCache cache = new LRUCache( 2 /* 缓存容量 */ );

cache.put(1, 1);
cache.put(2, 2);
cache.get(1); // 返回 1
cache.put(3, 3); // 该操作会使得密钥 2 作废
cache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
cache.put(4, 4); // 该操作会使得密钥 1 作废
cache.get(1); // 返回 -1 (未找到)
cache.get(3); // 返回 3
cache.get(4); // 返回 4

public class LRUCache {

    class Node {
        int key;
        int value;
        Node next;
        Node pre;
        public Node(int key, int value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }

    private HashMap<Integer, Node> map;
    private int capacity;
    private Node head;
    private Node tail;

    public LRUCache(int capacity) {
        map = new HashMap<>();
        this.capacity = capacity;
        head = null;
        tail = null;
    }

    public int get(int key) {
        Node node = map.get(key);
        if (node == null) {
            return -1;
        }
        if (node != tail) {
            if (node == head) {
                head = head.next;
            } else {
                node.pre.next = node.next;
                node.next.pre = node.pre;
            }
            tail.next = node;
            node.pre = tail;
            node.next = null;
            tail = node;
        }
        return node.value;
    }

    public void put(int key, int value) {
        Node node = map.get(key);
        if (node != null) {
            node.value = value;
            if (node != tail) {
                if (node == head) {
                    head = head.next;
                } else {
                    node.pre.next = node.next;
                    node.next.pre = node.pre;
                }
                tail.next = node;
                node.pre = tail;
                node.next = null;
                tail = node;
            }
        } else {
            Node newNode = new Node(key, value);
            if (capacity == 0) {
                Node temp = head;
                head = head.next;
                map.remove(temp.key);
                capacity++;
            }
            if (head == null && tail == null) {
                head = newNode;
            } else {
                tail.next = newNode;
                newNode.pre = tail;
                newNode.next = null;
            }
            tail = newNode;
            map.put(key, newNode);
            capacity--;
        }
    }
}