Hot-146 LRU（最近最少使用Least Recent Use）缓存

补充知识：双向链表是什么？

OrderedDict如何理解？OrderedDict 是 Python 标准库 collections 模块中的一个字典子类，它会记住键值对插入的顺序。

个人感觉："其实没必要去自己写代码实现OrderedDict,因为这个数据结构，本质就是用双向链表+Dict实现，它主要满足的功能就是根据key找到对应的位置，并且完成修改这个key的位置的value，或者删除，其中找这个动作是dict实现，删除或者移动就是双向链表实现的"

1、解法1：python的 from collections import OrderedDict双向链表+哈希Dict的类

复制代码

from collections import OrderedDict

class LRUCache:

    def __init__(self, capacity: int):
        self.capacity = capacity
        self.cache = OrderedDict()

    def get(self, key: int) -> int:
        if key not in self.cache:
            return -1
        # 将访问的 key 移动到末尾（表示最近使用）
        self.cache.move_to_end(key)
        return self.cache[key]

    def put(self, key: int, value: int) -> None:
        if key in self.cache:
            # 更新并移动到末尾
            self.cache.move_to_end(key)
        self.cache[key] = value
        
        if len(self.cache) > self.capacity:
            # 弹出第一个元素（最久未使用）
            self.cache.popitem(last=False)

2、解法2：

-自己实现OrderedDict

复制代码

class Node:
    """双向链表节点"""
    def __init__(self, key=0, value=0):
        self.key = key
        self.value = value
        self.prev = None
        self.next = None


class LRUCache:

    def __init__(self, capacity: int):
        self.capacity = capacity
        self.cache = {}  # 哈希表：key -> 节点
        
        # 使用伪头和伪尾节点，简化边界操作
        self.head = Node()  # 头节点（最久未使用）
        self.tail = Node()  # 尾节点（最近使用）
        self.head.next = self.tail
        self.tail.prev = self.head

    def _add_node(self, node: Node) -> None:
        """在尾部添加节点（标记为最近使用）"""
        node.prev = self.tail.prev
        node.next = self.tail
        self.tail.prev.next = node
        self.tail.prev = node

    def _remove_node(self, node: Node) -> None:
        """删除节点"""
        node.prev.next = node.next
        node.next.prev = node.prev

    def _move_to_tail(self, node: Node) -> None:
        """将节点移动到尾部（标记为最近使用）"""
        self._remove_node(node)
        self._add_node(node)

    def _pop_head(self) -> Node:
        """弹出头部节点（最久未使用）"""
        node = self.head.next
        self._remove_node(node)
        return node

    def get(self, key: int) -> int:
        if key in self.cache:
            node = self.cache[key]
            self._move_to_tail(node)  # 更新为最近使用
            return node.value
        return -1

    def put(self, key: int, value: int) -> None:
        if key in self.cache:
            # 更新已有节点
            node = self.cache[key]
            node.value = value
            self._move_to_tail(node)
        else:
            # 创建新节点
            node = Node(key, value)
            self.cache[key] = node
            self._add_node(node)
            
            # 如果超出容量，移除最久未使用的节点
            if len(self.cache) > self.capacity:
                lru_node = self._pop_head()
                del self.cache[lru_node.key]