题目描述

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

用一个链表记录当前缓存中所有的键值对,并且每次新来的访问都对链表进行重新调整,把最近访问的键值对放到链表头部。然后为了快速访问缓存中的值,维护一个map,key是实际数据的key,对应的value指向该key在链表中的位置节点,这样每次添加键值对时,先判断map中是否有该key,若有则修改链表中对应节点的value;若没有则把该键值对添加到链表头部,去除链表尾部超过规定长度的节点,并在map中添加key以及对应的链表节点指针。

代码

 class LRUCache {
public:
LRUCache(int capacity) {
size = capacity;
} int get(int key) {
auto it = hash.find(key);
if(it == hash.end()) return -;
cache.splice(cache.begin(), cache, it->second);
return it->second->second;
} void put(int key, int value) {
auto it = hash.find(key);
if(it != hash.end()){
it->second->second = value;
return cache.splice(cache.begin(), cache, it->second);
}
cache.insert(cache.begin(), make_pair(key, value));
hash[key] = cache.begin();
if(cache.size() > size){
hash.erase(cache.back().first);
cache.pop_back();
}
}
private:
unordered_map<int, list<pair<int, int>>::iterator> hash;
list<pair<int, int>> cache;
int size;
}; /**
* 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);
*/

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