【LeetCode】146.LRU缓存

题目

请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。

实现 LRUCache 类:

  • LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
  • int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中,则返回关键字的值,否则返回 -1 。
  • void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在,则变更其数据值 value ;如果不存在,则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ,则应该 逐出 最久未使用的关键字。

函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。

示例:

复制代码
输入
["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
输出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]

解释
LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1);    // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废,缓存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2);    // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废,缓存是 {4=4, 3=3}
lRUCache.get(1);    // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3);    // 返回 3
lRUCache.get(4);    // 返回 4

提示:

  • 1 <= capacity <= 3000
  • 0 <= key <= 10000
  • 0 <= value <= 10^5
  • 最多调用 2 * 10^5 次 get 和 put

解答

源代码

java 复制代码
class LRUCache {
    // 设计一个双向链表节点
    class DLinkedNode {
        int key;
        int value;
        DLinkedNode pre;
        DLinkedNode next;

        public DLinkedNode() {

        };

        public DLinkedNode(int key, int value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }

    // 用哈希表作缓存
    private Map<Integer, DLinkedNode> cache = new HashMap<>();

    // size表示当前缓存占用空间
    private int size;

    // capacity表示缓存总空间
    private int capacity;

    // 伪头部和伪尾部节点
    private DLinkedNode head, tail;

    // 构造函数
    public LRUCache(int capacity) {
        this.size = 0;
        this.capacity = capacity;
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();

        head.next = tail;
        tail.pre = head;
    }
    
    public int get(int key) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);

        // 如果key不存在,返回-1
        if (node == null) {
            return -1;
        }
        
        // 如果key存在,把对应节点移到头部,返回对应value
        moveTohead(node);
        return node.value;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);

        if (node == null) {
            // key不存在,创建一个新的节点
            DLinkedNode newNode = new DLinkedNode(key, value);

            // 添加进哈希表
            cache.put(key, newNode);

            // 添加至双向链表头部
            addToHead(newNode);

            // 缓存已用空间+1
            size++;

            // 判断缓存空间是否足够
            if (size > capacity) {
                DLinkedNode tail = removeTail();
                cache.remove(tail.key);
                size--;
            }
        } else {
            // key存在,则更新value,将对应节点移到头部
            node.value = value;
            moveTohead(node);
        }
    }

    public void moveTohead(DLinkedNode node) {
        node.pre.next = node.next;
        node.next.pre = node.pre;
        addToHead(node);
    }

    public void addToHead(DLinkedNode node) {
        node.pre = head;
        node.next = head.next;
        head.next = node;
        node.next.pre = node;
    }

    public DLinkedNode removeTail() {
        DLinkedNode res = tail.pre;
        tail.pre = res.pre;
        res.pre.next = tail;

        return res;
    }
}

/**
 * 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);
 */

总结

以前没做过这种通过程序实现一个机制的,今天对着题解也算是写着感受了一遍是个什么流程,希望下次能试着自己写下来。

相关推荐
不会就选b17 分钟前
算法日常・每日刷题--<动态规划>3
数据结构·算法
落魄实习生37 分钟前
Agent Scope Java 2.x 系列【10】Middleware
java·开发语言·ai
-dzk-1 小时前
【堆】LC 347.前 K 个高频元素
算法·堆
H.莓飛1 小时前
【数据结构】栈_OJ题
linux·数据结构·算法·centos
Zootopia6261 小时前
多架 eVTOL集群排班调度方案思考
人工智能·算法·数学建模·matlab·动态规划·无人机·evtol
ZealSinger1 小时前
Spring7 RestTemplate弃用迁移
java·spring·后端开发·restclient
和裕2 小时前
年度框架直供 vs 零散按需采购:定制纸箱采购成本、交付与服务核心区别全对比
大数据·运维·网络·人工智能·算法
朝朝辞暮i2 小时前
C++ 第 13 课:值传递 —— 为什么函数里改了,外面却没变?
java·c++·算法
弹简特2 小时前
【Java项目-企悦抽】16-抽奖模块01-获取活动完整信息接口实现
java·开发语言·状态模式·springboot
淡海水2 小时前
02-02-原理篇-分代GC
算法·unity·c#·游戏引擎·.net·gc