LeetCode LRU缓存机制(双向链表、哈希表)
题目要求: 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** (key) 存在于缓存中,则获取**的值(总是正数),否则返回 -1。
写入数据 put(key, value) - 如果**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** 2 作废
cache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
cache.put(4, 4); // 该操作会使得** 1 作废
cache.get(1); // 返回 -1 (未找到)
cache.get(3); // 返回 3
cache.get(4); // 返回 4
请先翻阅 缓存机制 LRU 和 LFU
思路分析:使用双向链表保存键值对,哈希表将key和键值对在链表中的迭代器关联,方便寻找。插入、寻找操作后需要将本次使用过的节点放到表头,以标记最近使用。
class LRUCache {
private:
int maxSize;//缓存的最大容量
list<pair<int, int>> dataList;//用于存放key,value
unordered_map<int, list<pair<int, int>>::iterator> keyIter;//将key与key、value在list中的迭代器关联
public:
LRUCache(int capacity) {
maxSize = capacity;
}
//获取key对应的value
int get(int key) {
//如果寻找到了,得将它放置头部,以标记最近使用
if (keyIter.count(key) > 0) {
int value = (*keyIter[key]).second;
dataList.erase(keyIter[key]);//在list容器擦除key对应的迭代器
dataList.push_front({ key,value });//将key对应的节点放在list头部
keyIter[key] = dataList.begin();//重新标记keyIter[key]
return value;
}
return -1;
}
//放置key、value
void put(int key, int value) {
if (maxSize < 1) {
return;
}
//如果缓存中含有key,get一次,修改value
if (get(key) != -1) {
(*keyIter[key]).second = value;//修改value
return;
}
//如果缓存已满。删除最久远的记录
if (keyIter.size() >= maxSize) {
int tempKey = dataList.back().first;//尾端为最久的记录key
dataList.pop_back();
keyIter.erase(tempKey);
}
dataList.push_front({ key,value });//将key对应的节点放在list头部
keyIter[key] = dataList.begin();//标记keyIter[key]
}
};
/**
* 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);
*/