035LRU缓存 - 技术栈

LRU缓存

题目链接：https://leetcode.cn/problems/lru-cache/description/?envType=study-plan-v2\&envId=top-100-liked

我的解答：

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无

分析：自己没什么思路。

看了官方题解后的解答：

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//哈希表+双向链表
//时间复杂度：对于get和put，时间复杂度均为O(1)
//空间复杂度：O(capacity)，哈希表和双向链表最多存储capacity+3个元素
class ListNode{
    int key;
    int value;
    ListNode last;
    ListNode next;
    ListNode(){};
    ListNode(int key, int value, ListNode last, ListNode next){
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.last = last;
        this.next = next;
    }
}
int capacity;
int size;
Map<Integer,ListNode> map;
ListNode dummyHead;
ListNode dummyTail;
public LRUCache(int capacity) {
    this.capacity = capacity;
    this.size = 0;
    map = new HashMap<Integer,ListNode>(capacity);
    dummyHead = new ListNode();
    dummyTail = new ListNode();
    dummyHead.next = dummyTail;
    dummyTail.last = dummyHead;
}

public int get(int key) {
    if(!map.containsKey(key)){
        return -1;
    }
    ListNode node = map.get(key);
    //移动至头部
    removeToHead(node);
    return node.value;
}

public void put(int key, int value) {
    if(map.containsKey(key)){
        ListNode node = map.get(key);
        node.value = value;
        //移动至头部
        removeToHead(node);
    }
    else{
        ListNode node = new ListNode(key,value,dummyHead,dummyHead.next);
        dummyHead.next = node;
        node.next.last = node;
        map.put(key,node);
        size++;
        if(size>capacity){
            map.remove(dummyTail.last.key);
            removeTail();
            size--;
        }
    }
}
//将节点移动至链表头部
public void removeToHead(ListNode node){
    node.last.next = node.next;
    node.next.last = node.last;
    node.next = dummyHead.next;
    node.last = dummyHead;
    dummyHead.next = node;
    node.next.last = node;
}
//删除尾节点
public void removeTail(){
    dummyTail.last = dummyTail.last.last;
    dummyTail.last.next = dummyTail;
}

分析：

1、本题采用哈希表+双向链表，哈希表存储key与双向链表之间的映射关系，双向链表维护了访问顺序，靠近链表头部的键值对是最近使用的，靠近尾部的键值对是最久未使用的，双向链表在头部引入了一个虚拟头节点，在尾部引入了一个虚拟尾节点，可以避免边界情况的判断。

2、解题思路：在Java中，存在一种已经包装好的数据结构可以实现题目要求，这种数据结构就是LinkedHashMap，即哈希表+双向链表。

3、注意：第一，当超出容量时，我们不仅需要移除链表尾节点，还需同步删除哈希表对应的键值对；第二，每次的get操作也要同时更新链表之间的顺序关系。

总结

本题主要是模拟Java中的LinkedHashMap，即采用哈希表+双向链表实现编码。靠近链表头部的键值对是最近使用的，靠近尾部的键值对是最久未使用的，哈希表维护了key与链表节点之间的映射关系，可以通过哈希表快速定位对应的节点位置，从而在O(1)的时间复杂度下实现LRU（最近最少使用）缓存。