力扣算法题—146LRU缓存机制

【题目】

运用你所掌握的数据结构，设计和实现一个  LRU (最近最少使用) 缓存机制。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。

进阶:

你是否可以在 O(1) 时间复杂度内完成这两种操作？

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

【解题思路】

见博客：左神算法进阶班5_4设计可以变更的缓存结构(LRU)

【代码】

 class LRUCache {
 public:
     LRUCache(int capacity) {
         this->capacity = capacity;
     }     int get(int key) {
         if (map.find(key) == map.end())
             return -;
         Node* p = map[key];
         update(p);//更新使用频率
         return p->val;
     }     void put(int key, int value) {
         if (map.find(key) == map.end())//不存在就存入
         {
             if (this->map.size() == this->capacity)//缓存空间已满
             {
                 Node* p = this->head->next;
                 this->head->next = p->next;//删除位于链表头部的最不常用的节点
                 if (p->next == nullptr)//只有一个数据
                     end = head;
                 else
                     p->next->pre = head;
                 map.erase(p->key);//从表中删除，以留出空间
                 delete p;
             }
             Node* p = new Node(key, value);//新插入的数据在链表尾
             this->end->next = p;
             p->pre = end;
             end = p;
             map[key] = p;//存入数据
         }
         else//存在，但要更新数的使用频率
         {
             Node* p = map[key];//得到在链表中的位置
             p->val = value;//更新数据值
             update(p);//更新使用频率
         }
     } private:
     struct Node
     {
         int key;
         int val;
         Node* pre;
         Node* next;
         Node(int k, int v) :key(k), val(v), pre(nullptr), next(nullptr) {}
     };     int capacity = ;
     hash_map<int, Node*>map;
     Node* head = new Node(' ', -);//指向链表的头
     Node* end = head;//指向链表的尾
     void update(Node* p)
     {
         if (p == end)
             return;//p在链表尾部就不用移动了
         Node* q = p->pre;
         q->next = p->next;
         p->next->pre = q;
         end->next = p;
         p->pre = end;//更新p的使用率，并挪至链表尾部
         end = p;
     }
 }; /**
  * 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);
  */ void Test()
 {
     LRUCache* rr = new LRUCache();
     rr->put(, );
     cout << rr->get() << endl;
     rr->put(, );
     cout << rr->get() << endl;
     rr->get();
     rr->put(, );
     rr->get();
     rr->get(); }