LRUCache缓存实现

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class Node:
    __slots__='key','value','next','prev'
    def __init__(self,key=0,value=0):
        self.key=key
        self.value=value

class LRUCache:
    def __init__(self,capacity):
        self.capacity=capacity
        self.key_to_node={}
        self.dummy=Node()
        self.dummy.next=self.dummy
        self.dummy.prev=self.dummy

        
    def get(self,key:int)->int:
        if key not in self.key_to_node:
            return -1
        #在哈希表里面
        node=self.key_to_node[key]  #拿到节点
        self.remove(node) #删除节点
        self.push_to_front(node) #移到最前面
        return node.value

    #新加入节点
    def put(self,key:int,value:int):
        if key in self.key_to_node:  #如果已经存在，就更新value
            node=self.key_to_node[key]  #拿到节点
            node.value=value  #更新值
            self.remove(node)  #在该位置删除元素
            self.push_to_front(node)   #把更新后的元素移动到最前面
        else: #如果节点不在里面，先检查容量，再插入
            if len(self.key_to_node)==self.capacity:  #容量满了，需要删除最久未使用元素
                #删除链表最后一个元素
                last=self.dummy.prev  #获取链表最后一个元素
                self.remove(last)   #移除元素
                del self.key_to_node[last.key]  #哈希表里删除该node
            new_node=Node(key,value)
            self.push_to_front(new_node)  #将新节点放到最前面
            self.key_to_node[key]=new_node  #加入到哈希表
  
    def remove(self,node):  #双链表删除元素操作，双链表断链
        node.prev.next=node.next
        node.next.prev=node.prev
        
    def push_to_front(self,node):  #头插法，将元素放到最前面
            node.prev=self.dummy
            node.next=self.dummy.next
            self.dummy.next.prev=node
            self.dummy.next=node

# Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
# obj = LRUCache(capacity)
# param_1 = obj.get(key)
# obj.put(key,value)

思路：双链表+哈希表（想象成一堆书，取书放书的过程）：因为要求时间复杂度为O(1)，所以需要想到使用哈希表；因为要删除某一个元素，可能是中间也可能是两端，所以使用双链表。

步骤：

1.哈希表结构：{key：node}，初始化节点node：key,value；初始化双链表，新建哈希表

2.get实现：如果key不在哈希表中，返回-1：若在，则先记录下该节点，然后在原位置删除(remove)，再将该节点移动到双链表最前面（push_to_front，因为用过一次，就表示该节点是最新使用的，需要放到最前面），最后返回node.value。

3.put实现：先检查哈希表中是否已经存在，若存在，则先拿到该节点，更新value，再删除该位置的node，并且将node移动到双链表最前面。若不存在，则先检查容量是否满了，满了就先删除双链表最后一个元素：首先拿到双链表最后一个元素，之后删除，然后还需要在哈希表中删除该节点。有了容量之后，存入新节点放到双链表最前面，还需要加入到哈希表中。

4.remove实现：双链表断链操作

5.push_to_front实现：将节点移动到双链表最前面