经典算法面试题：LRU缓存_算法题lru

题目

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

思路

hash+双向链表

实现

class LRUCache {
    
    class ListNode{
        int key;
        int val;
        ListNode pre;
        ListNode next;
        public ListNode(){};
        public ListNode(int key, int val){
            this.key = key;
            this.val = val;
        }
 
    }
 
    Map<Integer, ListNode> map = new HashMap<>();
    ListNode head;
    ListNode tail;
    int size;
    int capacity;
 
    public LRUCache(int capacity) {
        this.size = 0;
        this.capacity = capacity;
        head = new ListNode();
        tail = new ListNode();
        head.next = tail;
        tail.pre = head;
    }
    
    public int get(int key) {
        ListNode tmp = map.get(key);
        if (tmp == null) return -1;
        moveToHead(tmp);
        return tmp.val;
    }
 
    private void moveToHead(ListNode node){
        remove(node);
        add(node);
    }
 
    private void remove(ListNode node){
        node.pre.next = node.next;
        node.next.pre = node.pre;
    }
 
    private void add(ListNode node){
        node.pre = head;
        node.next = head.next;
        head.next.pre = node;
        head.next = node;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        ListNode tmp = map.get(key);
        if (tmp == null){
            ListNode node = new ListNode(key, value);
            map.put(key, node);
            add(node);
            size++;
            if (size > capacity){
                ListNode del = tail.pre;
                int removedel = del.key;
                map.remove(removedel);
                remove(del);
            }
        }else{
            tmp.val = value;
            moveToHead(tmp);
        }
    }
}