LRCCache

std::list版本

剑指 Offer II 031. 最近最少使用缓存 - 力扣（LeetCode）

class LRUCache {
public:
    std::list<std::pair<int, int>> l;
    using type = std::list<std::pair<int, int>>::iterator;

    std::unordered_map<int, type> mp;
    int k = 0;

    LRUCache(int capacity) {
        k = capacity;
    }

    int get(int key) {

        if(mp.find(key) == mp.end()) return -1;

        auto itor = mp[key];
        int ret = itor->second;
  
        l.erase(itor);
               
        l.push_front({key, ret});
        mp[key] = l.begin();
        return ret;        
    }
    
    void put(int key, int value) {

        if(mp.find(key) == mp.end())
        {
            l.push_front({key, value});
            mp[key] = l.begin();
        }
        else
        {
            l.erase(mp[key]);
 
            l.push_front({key, value});
            mp[key] = l.begin();
        }

        if(mp.size() > k)
        {
            mp.erase(l.back().first);
            l.pop_back();
        }
    }
};

//自定义double list版本

struct DLinkedNode {
    int key, value;
    DLinkedNode* prev;
    DLinkedNode* next;
    DLinkedNode(): key(0), value(0), prev(nullptr), next(nullptr) {}
    DLinkedNode(int _key, int _value): key(_key), value(_value), prev(nullptr), next(nullptr) {}
};

class LRUCache {
private:
    unordered_map<int, DLinkedNode*> cache;
    DLinkedNode* head;
    DLinkedNode* tail;
    int size;
    int capacity;

public:
    LRUCache(int _capacity): capacity(_capacity), size(0) {
        // 使用伪头部和伪尾部节点
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();
        head->next = tail;
        tail->prev = head;
    }
    
    int get(int key) {
        if (!cache.count(key)) {
            return -1;
        }
        // 如果 key 存在，先通过哈希表定位，再移到头部
        DLinkedNode* node = cache[key];
        moveToHead(node);
        return node->value;
    }
    
    void put(int key, int value) {
        if (!cache.count(key)) {
            // 如果 key 不存在，创建一个新的节点
            DLinkedNode* node = new DLinkedNode(key, value);
            // 添加进哈希表
            cache[key] = node;
            // 添加至双向链表的头部
            addToHead(node);
            ++size;
            if (size > capacity) {
                // 如果超出容量，删除双向链表的尾部节点
                DLinkedNode* removed = removeTail();
                // 删除哈希表中对应的项
                cache.erase(removed->key);
                // 防止内存泄漏
                delete removed;
                --size;
            }
        }
        else {
            // 如果 key 存在，先通过哈希表定位，再修改 value，并移到头部
            DLinkedNode* node = cache[key];
            node->value = value;
            moveToHead(node);
        }
    }

    void addToHead(DLinkedNode* node) {
        node->prev = head;
        node->next = head->next;
        head->next->prev = node;
        head->next = node;
    }
    
    void removeNode(DLinkedNode* node) {
        node->prev->next = node->next;
        node->next->prev = node->prev;
    }

    void moveToHead(DLinkedNode* node) {
        removeNode(node);
        addToHead(node);
    }

    DLinkedNode* removeTail() {
        DLinkedNode* node = tail->prev;
        removeNode(node);
        return node;
    }
};