lc146LRU缓存——模仿LinkedHashMap

146. LRU 缓存 - 力扣(LeetCode)

法1:

调用java现有的LinkedHashMap的方法,但不太理解反正都不需要扩容,super(capacity, 1F, true);不行吗,干嘛还弄个装载因子0.75还中途扩容一次浪费时间。

复制代码
class LRUCache extends LinkedHashMap<Integer, Integer>{
    private int capacity;
    
    public LRUCache(int capacity) {
        super(capacity, 0.75F, true);
        this.capacity = capacity;
    }

    public int get(int key) {
        return super.getOrDefault(key, -1);
    }

    public void put(int key, int value) {
        super.put(key, value);
    }

    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer, Integer> eldest) {
        return size() > capacity; 
    }
}

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)
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

法2:

要实现O(1)的get和put,那得用哈希表但手撸一个哈希难度太大,应该不至于考那么过分,那就基于使用现有map的前提下实现LRU缓存。关键是要记录最近最少使用的是哪一个,那么需要每次将最新使用的放到"最后面",这样每次取"最前面"那个进行淘汰就是最近最少使用的。那么采用双向链表比较合适,队列,栈又不能从中间取元素;数组从中间移动到最前面,移动太多,时间复杂度高;单向链表的话需要知道被移动元素的前一个元素才方便移动,所以最后相比之下双向链表最合适。

双向链表放哪些内容呢,前后指针是要放的,value是要放的,key也需要因为当容量满了要删除map中head指向的节点,那么就要从这个双向链表节点中获取到key才行。

另外可以使用哑结点技巧,即head,tail都用一个不存value的空节点表示,也叫伪头结点,伪尾结点。这样有很多好处,1.当你尾插入时,正常不用哑结点要分3种情况讨论,(1)插入时,链表为空,head,tail都为空;(2)head=tail时即仅一个节点时(3)2个即以上节点时(正常情况时),

2,当删除链表中head时,也要分2种情况,(1)capacity为1时,head = tail;(2)正常情况;

当使用哑结点技巧后,尾插和删除head都只用1种情况处理,简化太多。

复制代码
class LRUCache {
    class DoubleLinkedList {
        int key; //不存key,到时候不好删除
        int val;
        DoubleLinkedList prev;
        DoubleLinkedList next;

        public DoubleLinkedList() {};
        public DoubleLinkedList(int key, int val) {
            this.key = key;
            this.val = val;
        }
    };

    private Map<Integer, DoubleLinkedList> map;
    private DoubleLinkedList head;
    private DoubleLinkedList tail;
    private int capacity;
    private int size;

    public LRUCache(int capacity) {
        map = new HashMap<Integer, DoubleLinkedList>(capacity, 1F);
        //哑结点
        head = new DoubleLinkedList();
        tail = new DoubleLinkedList();
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
        this.capacity = capacity;
        size = 0;
    }
    
    public int get(int key) {
        if(!map.containsKey(key)) {
            return -1;
        }

        //含有,则1.更新到链表末尾,2.返回
        DoubleLinkedList node = map.get(key);
        //更新到链表尾部
        move2Tail(node);

        return node.val;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        //1.之前就存在
        if(map.containsKey(key)) {
            DoubleLinkedList node = map.get(key);
            node.val = value;
            //更新最新使用
            move2Tail(node);
            return;
        } else if(size < capacity) {
            //2.容量没满 新添加
            add(key, value);
            size++;
            return;
        } 
        // 3.满了需要替换
        //3.1删除最久没使用的
        //tail末尾也搞个哑结点,不然capacity为1时,删除时还要考虑head.next.next为空的情况
        map.remove(head.next.key);
        deleteNode(head.next);
        // 3.2新添加进map
        add(key, value);
    }

    //更新最新使用,移到链表尾部
    public void move2Tail(DoubleLinkedList node) {
        //正常分3种情况,1.是head,2.在中间,3.本就在tail
        //利用头部和尾部哑结点,头,尾结点先用一个没有实际意义的节点,就可以1,2,3情况全合并了

        // 1.原链表中先删除节点
        deleteNode(node);
        // 2.插入到末尾
        insert2Tail(node);
    }

    //从链表中删除节点
    public void deleteNode(DoubleLinkedList node) {
        node.prev.next = node.next;
        node.next.prev = node.prev;
    }

    //新增map节点
    public void add(int key, int value) {
        DoubleLinkedList newNode = new DoubleLinkedList(key, value);
        //用了尾部哑结点,就不管是不是第一次插入都同样处理了
        map.put(key, newNode);
        insert2Tail(newNode);
    }

    //插入到尾部
    public void insert2Tail(DoubleLinkedList node) {
        node.prev = tail.prev;
        tail.prev.next = node;
        node.next = tail;
        tail.prev = 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);
 */
相关推荐
2301_7930868712 小时前
Redis 04 Reactor
数据库·redis·缓存
1892280486116 小时前
NY243NY253美光固态闪存NY257NY260
大数据·网络·人工智能·缓存
青鱼入云16 小时前
redis怎么做rehash的
redis·缓存
FFF-X17 小时前
Vue3 路由缓存实战:从基础到进阶的完整指南
vue.js·spring boot·缓存
夜影风2 天前
Nginx反向代理与缓存实现
运维·nginx·缓存
编程(变成)小辣鸡2 天前
Redis 知识点与应用场景
数据库·redis·缓存
菜菜子爱学习2 天前
Nginx学习笔记(八)—— Nginx缓存集成
笔记·学习·nginx·缓存·运维开发
魏波.2 天前
常用缓存软件分类及详解
缓存
yh云想2 天前
《多级缓存架构设计与实现全解析》
缓存·junit
白仑色3 天前
Redis 如何保证数据安全?
数据库·redis·缓存·集群·主从复制·哨兵·redis 管理工具