35.LRU缓存(最久未访问)问题

1.题目描述

2.解题思路

分析：总结构体就是一个循环双链表，带头节点dummy.容量为cap，当插入新节点的时候，插入到头部，当越界需要排除一个节点的时候就删除结尾节点，结尾节点表示最久没有被访问过的节点,涉及哈希表的应用.

3.代码详细注释

cpp 复制代码

struct Node{
    int key;
    int value;
    Node* prev;
    Node* next;
    Node(int k=0,int v=0):key(k),value(v){}
};

class LRUCache {
private:
    int capacity;
    Node * dummy;
    unordered_map<int,Node*> key_to_node;
    //删除一个节点，在容量满的时候删除一个节点,当然要先根据哈希表直接找到这个节点
    void remove(Node* node){
        node->prev->next = node->next;
        node->next->prev = node->prev;
    }
    //插入一个节点到首位节点
    void pushToFront(Node* node){
        node->next = dummy->next;
        node->prev = dummy;
        node->prev->next = node;
        node->next->prev = node;
    }
    //通过哈希表中的key，找到对应的节点并先删除，再把这个节点移动到链表的头部,并返回这个节点
    Node* get_node(int key){
        auto it = key_to_node.find(key);//
        if (it != key_to_node.end()) { // 先判断是否找到
          Node* node = it->second;     // 拿到key对应的Node*
          remove(node);//删除这个节点
          pushToFront(node);//把这个节点插入到前面
          return node;
        }else{
            return NULL;//表示没有key对应的这个value
        }
    }

public:
    LRUCache(int capacity) {
        this->capacity = capacity;
        dummy = new Node();
        dummy->prev = dummy;
        dummy->next = dummy;
    }
    
    int get(int key) {//这个函数是要把key对应的那个数据，放到队列前面，没有的话就返回-1
        Node *node = get_node(key);//此时通过哈希表拿到了key对应的节点
        if(node!=NULL){
            return node->value;
        }else{
            return -1;
        }

    }
    
    void put(int key, int value) {//建立新节点新<key,value>放到链表头部，如果越界了，就删除一个最近未访问的节点，也就是把尾节点删除,如果已经有这个key了，就更新value并移动到头部
    auto it = key_to_node.find(key);
    if(it!=key_to_node.end()){//如果有对应的key了，先删除节点，然后移动到头部保持最近已经访问
        remove(it->second);
        pushToFront(it->second);
        it->second->value = value;//修改值
    }else{//否则就新建一个节点放前面去
        Node* node = new Node(key,value);
        key_to_node[key] = node;
        pushToFront(node);
    }
    if(key_to_node.size() > capacity){//越界就删除尾巴那个最久没访问的
        Node* last_node = dummy->prev;
        key_to_node.erase(last_node->key);
        remove(last_node);
    }
    }
};