• leetcode-146. LRU缓存机制



    本题是leetcode,地址:146. LRU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) - 如果关键字 (key) 存在于缓存中,则获取关键字的值(总是正数),否则返回 -1。
    写入数据 put(key, value) - 如果关键字已经存在,则变更其数据值;如果关键字不存在,则插入该组「关键字/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久未使用的数据值,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); // 该操作会使得关键字 2 作废
    cache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
    cache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 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

    LRU 算法实际上是让你设计数据结构:首先要接收一个 capacity 参数作为缓存的最大容量,然后实现两个 API,一个是 put(key, val) 方法存入键值对,另一个是 get(key) 方法获取 key 对应的 val,如果 key 不存在则返回 -1。

    注意哦,get 和 put 方法必须都是 O(1)O(1) 的时间复杂度,在双向链表的实现中,使用一个伪头部(dummy head)和伪尾部(dummy tail)标记界限,这样在添加节点时添加到头节点,删除时,删除尾节点的数据。

    初始化

    image-20200710210832238

    put

    image-20200710210916240 image-20200710210941740

    get

    image-20200710211006910 image-20200710211044058

    code

    class LRUCache {
        class MyNode {
            int key;
            int value;
            MyNode prev;
            MyNode next;
    
            public MyNode() {
            }
    
            public MyNode(int _key, int _value) {
                key = _key;
                value = _value;
            }
        }
    
        private int capacity;
        private int size;
        private Map<Integer, MyNode> cache = new HashMap<>();
        private MyNode head, tail;
    
    
        public LRUCache(int capacity) {
            this.size = 0;
            this.capacity = capacity;
            this.head = new MyNode();
            this.tail = new MyNode();
            head.next = tail;
            tail.prev = head;
        }
        
        public int get(int key) {
            MyNode node = cache.get(key);
            if (node == null) {
                return -1;
            } else {
                // 更换到头节点
                moveToHead(node);
                return node.value;
            }
        }
    
        private void moveToHead(MyNode node) {
            removeNode(node);
            addToHead(node);
        }
    
        
        public void put(int key, int value) {
            MyNode node = cache.get(key);
            if (node == null) {
                node = new MyNode(key, value);
                addToHead(node);
                size++;
                if (size > capacity) {
                    MyNode tail = removeTail();
                    cache.remove(tail.key);
                    size--;
                }
                cache.put(key,node);
            } else {
                node.value = value;
                moveToHead(node);
            }
        }
    
        
        private void addToHead(MyNode node) {
            node.prev = head;
            node.next = head.next;
    
            head.next.prev = node;
            head.next = node;
        }
    
        private MyNode removeTail() {
            MyNode node = tail.prev;
            removeNode(node);
            return node;
        }
    
    
        private void removeNode(MyNode node) {
            node.prev.next = node.next;
            node.next.prev = node.prev;
        }
    
    }
    
    /**
     * 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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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yangsanchao/p/13281245.html
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