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NC93 设计LRU缓存结构

中等

描述
设计LRU(最近最少使用)缓存结构，该结构在构造时确定大小，假设大小为 k ，并有如下两个功能

set(key, value)：将记录(key, value)插入该结构
get(key)：返回key对应的value值

提示:
1.某个key的set或get操作一旦发生，认为这个key的记录成了最常使用的，然后都会刷新缓存。
2.当缓存的大小超过k时，移除最不经常使用的记录。
3.输入一个二维数组与k，二维数组每一维有2个或者3个数字，第1个数字为opt，第2，3个数字为key，value
若opt=1，接下来两个整数key, value，表示set(key, value)
若opt=2，接下来一个整数key，表示get(key)，若key未出现过或已被移除，则返回-1
对于每个opt=2，输出一个答案
4.为了方便区分缓存里key与value，下面说明的缓存里key用""号包裹

要求：set和get操作复杂度均为 O(1)O(1)
示例1
输入：
[[1,1,1],[1,2,2],[1,3,2],[2,1],[1,4,4],[2,2]],3
复制
返回值：
[1,-1]
复制
说明：
[1,1,1]，第一个1表示opt=1，要set(1,1)，即将(1,1)插入缓存，缓存是{“1”=1}
[1,2,2]，第一个1表示opt=1，要set(2,2)，即将(2,2)插入缓存，缓存是{“1”=1,“2”=2}
[1,3,2]，第一个1表示opt=1，要set(3,2)，即将(3,2)插入缓存，缓存是{“1”=1,“2”=2,“3”=2}
[2,1]，第一个2表示opt=2，要get(1)，返回是[1]，因为get(1)操作，缓存更新，缓存是{“2”=2,“3”=2,“1”=1}
[1,4,4]，第一个1表示opt=1，要set(4,4)，即将(4,4)插入缓存，但是缓存已经达到最大容量3，移除最不经常使用的{“2”=2}，插入{“4”=4}，缓存是{“3”=2,“1”=1,“4”=4}
[2,2]，第一个2表示opt=2，要get(2)，查找不到，返回是[1,-1]

思路

看到题目的set和get以及缓存中数据时一对一对存在的，就考虑用图的数据结构来解决，因为图不仅数据就是以键值对保存，且用get查找对应键的值，set设置键值对，delete删除对应键值对，以及entries加next的api获得并去除第一个缓存

解法

当给的数组第一个是1代表要设置键值对时，先判断图的大小是否超过k，没超过就直接set，超过了就用entries加next的api获得图的第一个键值对，并去除，然后再set。
当给的数组第一个是2代表要读取键值对时，通过get查询是否存在该键值对，如果不存在则往要返回的数组压入-1，如果存在，则保存该键值对后，先删除再重新set到图的尾部，并往要返回的数组压入对应的get值，即如下
在这里插入图片描述

代码如下

/**
 * lru design
 * @param operators int整型二维数组 the ops
 * @param k int整型 the k
 * @return int整型一维数组
 */
function LRU( operators ,  k ) {
    // write code here
    let i, j, arr = new Array(), sum = 0, key, value;
    let map = new Map();
    for(i = 0; i < operators.length; i++) {
        if(operators[i][0] === 1) {
            if(map.size < k) {
                // 小于k，则可以加入缓存
//                 console.log(operators[i][1], operators[i][2]);
                map.set(operators[i][1], operators[i][2])
            }
                
            else {
                // 缓存已经达到最大容量k
//                 console.log('缓存已经达到最大容量k，map[0]的键为', map.entries().next().value[0]);
//                 console.log(operators[i][1], operators[i][2]);
                map.delete(map.entries().next().value[0]);
                map.set(operators[i][1], operators[i][2]);
            }
        } else {
            // 读取对应key
//             console.log(map.get(operators[i][1]));
            if(map.get(operators[i][1])) {
//                 console.log('图中有该键值对，且对应值为', map.get(operators[i][1]));
                const key = operators[i][1], value = map.get(operators[i][1]);
                map.delete(key);
                map.set(key, value);
                arr.push(map.get(key));
            } else {
                // 不存在
                arr.push(-1);
            }
            
        }
    }
    return arr;
}
module.exports = {
    LRU : LRU
};

时间及空间复杂度如下

在这里插入图片描述