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请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。
实现 LRUCache
类:
LRUCache(int capacity)
以 正整数 作为容量 capacity
初始化 LRU 缓存int get(int key)
如果关键字 key
存在于缓存中,则返回关键字的值,否则返回 -1
。void put(int key, int value)
如果关键字 key
已经存在,则变更其数据值 value
;如果不存在,则向缓存中插入该组 key-value
。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity
,则应该 逐出 最久未使用的关键字。函数 get
和 put
必须以 O(1)
的平均时间复杂度运行。
示例:
输入 ["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"] [[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]] 输出 [null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4] 解释 LRUCache lRUCache = new LRUCache(2); lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1} lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2} lRUCache.get(1); // 返回 1 lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废,缓存是 {1=1, 3=3} lRUCache.get(2); // 返回 -1 (未找到) lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废,缓存是 {4=4, 3=3} lRUCache.get(1); // 返回 -1 (未找到) lRUCache.get(3); // 返回 3 lRUCache.get(4); // 返回 4
双向链表维护头尾节点,用哈希表键值对寻找节点。
- class lrulist
- {
- public:
- int val;
- int key;
- lrulist* next;
- lrulist* last;
- lrulist(int value, int k) : val(value), key(k), next(nullptr), last(nullptr){}
- };
- class LRUCache {
- public:
- unordered_map<int, lrulist*> hashmap;
- lrulist* back;
- lrulist* front;
- int size;
- int cap;
- void push_front(int value, int key)
- {
- lrulist* newnode = new lrulist(value, key);
- hashmap[key] = newnode;
- if(front)
- {
- newnode->next = front;
- front->last = newnode;
- }
- else
- back = newnode;
- front = newnode;
- ++size;
- }
-
- void move(lrulist* node)
- {
- if(node == front)
- return;
- if(back == node)
- {
- back = back->last;
- if(back)
- back->next = nullptr;
- }
- else
- {
- node->last->next = node->next;
- node->next->last = node->last;
- }
- node->next = front;
- if(front)
- front->last = node;
- front = node;
- }
-
- void del_node(lrulist* node)
- {
- if(front == node)
- {
- front = front->next;
- if(front)
- front->last = nullptr;
- }
- else if(back == node)
- {
- back = back->last;
- if(back)
- back->next = nullptr;
- }
- hashmap.erase(node->key);
- --size;
- delete node;
- }
-
- LRUCache(int capacity) : size(0), cap(capacity), front(nullptr), back(nullptr){
- }
-
- int get(int key) {
- if(hashmap.find(key) != hashmap.end())
- {
- move(hashmap[key]);
- return hashmap[key]->val;
- }
- else
- return -1;
- }
-
- void put(int key, int value) {
- if(hashmap.find(key) == hashmap.end())
- {
- if(size == cap)
- del_node(back);
- push_front(value, key);
- }
- else
- {
- hashmap[key]->val = value;
- move(hashmap[key]);
- }
- }
- };
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