LRU缓存

设计和构建一个“最近最少使用”缓存,该缓存会删除最近最少使用的项目。缓存应该从键映射到值(允许你插入和检索特定键对应的值),并在初始化时指定最大容量。当缓存被填满时,它应该删除最近最少使用的项目。

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

链接:https://leetcode-cn.com/problems/lru-cache-lcci

本题可以通过一个双向链表+HashMap解决,双向链表用于存储cache中的数据,为了实现LRU,在插入和访问过程中需要按照类似队列的插入方式,为了方便的删除某个节点,需要获得其前一个节点的位置,因此使用了双向链表。为了在o(1)时间内得到存储key的节点的位置,使用了hashmap。为了方便在队首插入节点和在队尾删除节点,使用了伪首节点和伪尾节点。

get的实现:当hashmap中存在key时,返回key对应的节点中的val值,因为他此时被访问,应该将其置于队首(即先将其从当前位置移除,再放到队首);若不存在key,直接返回-1即可。

put的实现:当hashmap中存在key时,更新其所在节点中的val值,并将其从当前位置移除并放到队首;若不存在:若当前节点数量等于最大容量,将队尾节点移除,将数量-1,并将尾节点移除hashmap,然后在队首插入当前对应节点并将数量+1,并将该节点加入hashmap。

class LRUCache {
    private int capacity;
    private int num;
    private ListNode dummyhead;
    private ListNode dummytail;
    private HashMap<Integer,ListNode> map=new HashMap();


    public LRUCache(int capacity) {
        this.capacity=capacity;
        dummyhead=new ListNode();
        dummytail=new ListNode();
        dummyhead.next=dummytail;
        dummytail.pre=dummyhead;
        num=0;
    }
    
    public int get(int key) {
        if(map.containsKey(key))
        {
            ListNode p=map.get(key);
            remove(p);
            addtohead(p);
            return p.val;
        }
        else 
           return -1;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        if(map.containsKey(key)){
            ListNode p=map.get(key);
            p.val=value;
            remove(p);
            addtohead(p);
        }else{
            ListNode node=new ListNode(key,value);
            if(num==capacity)
            {
                removefrontail();
                num--;
            }
            addtohead(node);
            num++;
            map.put(key,node);
        }
    }

    public void addtohead(ListNode node){
        node.next=dummyhead.next;
        node.next.pre=node;
        dummyhead.next=node;
        node.pre=dummyhead;
    }

    public void remove(ListNode node){
        node.pre.next=node.next;
        node.next.pre=node.pre;
    }

    public void removefrontail(){
        map.remove(dummytail.pre.key);
        dummytail.pre=dummytail.pre.pre;
        dummytail.pre.next=dummytail;
    }

    private class ListNode{
        int key;
        int val;
        ListNode next;
        ListNode pre;


        public ListNode(int a,int b){
            key=a;
            val=b;
            pre=null;
            next=null;
        }

        public ListNode(){
            key=0;
            val=0;
            pre=null;
            next=null;
        }
    }


}

/**
 * Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
 * LRUCache obj = new LRUCache(capacity);
 * int param_1 = obj.get(key);
 * obj.put(key,value);
 */
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,843评论 6 502
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,538评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 163,187评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,264评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,289评论 6 390
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,231评论 1 299
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,116评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,945评论 0 275
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,367评论 1 313
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,581评论 2 333
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,754评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,458评论 5 344
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,068评论 3 327
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,692评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,842评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,797评论 2 369
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,654评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容