LC146--- LRU 缓存机制

​​146. LRU 缓存机制​​

难度中等1299

运用你所掌握的数据结构，设计和实现一个 ​​LRU (最近最少使用) 缓存机制​​ 。

实现 ​​LRUCache​​ 类：

• ​​LRUCache(int capacity)​​​ 以正整数作为容量​​capacity​​ 初始化 LRU 缓存
• ​​int get(int key)​​​ 如果关键字​​key​​​ 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回​​-1​​ 。
• ​​void put(int key, int value)​​ 如果关键字已经存在，则变更其数据值；如果关键字不存在，则插入该组「关键字-值」。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前删除最久未使用的数据值，从而为新的数据值留出空间。

进阶：你是否可以在 ​​O(1)​​ 时间复杂度内完成这两种操作？

​​官方题解​​

​​LRU模板代码​​

public class LRUCache {
    class DLinkedNode {
        int key;
        int value;
        DLinkedNode prev;
        DLinkedNode next;

        public DLinkedNode() {
        }

        public DLinkedNode(int key, int value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }

    //缓存映射表
    private Map<Integer, DLinkedNode> cache = new HashMap<>();
    private int size;
    private int capacity;
    private DLinkedNode head, tail;


    public LRUCache(int capacity) {
        this.size = 0;
        this.capacity = capacity;

        //使用伪头部和伪尾部
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }

    public int get(int key) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            return -1;
        }
        // 如果 key 存在，先通过哈希表定位，再移到头部
        moveToHead(node);
        return node.value;
    }

    public void put(int key, int value) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            //如果key不存在  创建一个新的节点
            DLinkedNode newNode = new DLinkedNode(key, value);

            //添加进哈希表
            cache.put(key, newNode);

            //添加到双向链表的头部
            addToHead(newNode);
            ++size;

            if (size > capacity) {
                // 如果超出容量，删除双向链表的尾部节点
                DLinkedNode tail = removeTail();
                // 删除哈希表中对应的项
                cache.remove(tail.key);
                --size;
            }
        } else {
            //如果key存在的  先通过定位哈希表位置  咋修改value 并移动到头部
            moveToHead(node);
            node.value = value;
        }
    }

    private void moveToHead(DLinkedNode node) {
        removeNode(node);
        addToHead(node);
    }


    private DLinkedNode removeTail() {
        DLinkedNode res = tail.prev;
        removeNode(res);
        return res;

    }

    private void removeNode(DLinkedNode node) {
        node.prev.next = node.next;
        node.next.prev = node.prev;

    }

    private void addToHead(DLinkedNode node) {
        node.prev = head;
        node.next = head.next;
        head.next.prev = node;
        head.next = node;
    }

}