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:
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
官方题解:
哈希表 + 双向链表
详见:
作者:力扣官方题解
链接:https://leetcode.cn/problems/lru-cache/solutions/259678/lruhuan-cun-ji-zhi-by-leetcode-solution/
来源:力扣(LeetCode)
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代码:
cpp
struct DLinkedNode{
int key,value;
DLinkedNode * prev;
DLinkedNode * next;
DLinkedNode(): key(0),value(0),prev(nullptr),next(nullptr){};
DLinkedNode(int _key,int _value):key(_key),value(_value),prev(nullptr),next(nullptr){};
};
class LRUCache {
private:
unordered_map<int,DLinkedNode*> cache;
DLinkedNode * head;
DLinkedNode * tail;
int size;
int capacity;
public:
LRUCache(int _capacity):capacity(_capacity),size(0){
head = new DLinkedNode;
tail = new DLinkedNode;
head->next = tail;
tail->prev = head;
}
int get(int key) {
if (!cache.count(key)){
return -1;
}
DLinkedNode * node = cache[key];
moveToHead(node);
return node->value;
}
void put(int key, int value) {
if(!cache.count(key)){
DLinkedNode * node = new DLinkedNode(key,value);
cache[key] = node;
addToHead(node);
++size;
if (size > capacity){
DLinkedNode * removed = removeTail();
cache.erase(removed->key);
delete removed;
--size;
}
}
else{
DLinkedNode * node = cache[key];
node -> value = value;
moveToHead(node);
}
}
void addToHead(DLinkedNode * node){
node -> prev = head;
node->next = head->next;
head->next->prev = node;
head->next = node;
}
void removeNode(DLinkedNode * node){
node->prev->next = node->next;
node->next->prev = node->prev;
}
void moveToHead(DLinkedNode * node){
removeNode(node);
addToHead(node);
}
DLinkedNode * removeTail(){
DLinkedNode * node = tail->prev;
removeNode(node);
return node;
}
};
/**
* 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);
*/