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);
*/