146. LRU 缓存
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请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。
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 key 已经存在,则变更其数据值 value ;如果不存在,则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ,则应该 逐出 最久未使用的关键字。
函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。
示例:
输入
["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]输出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]
解释
LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1); // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废,缓存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废,缓存是 {4=4, 3=3}
lRUCache.get(1); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3); // 返回 3
lRUCache.get(4); // 返回 4
提示:
- 1 <= capacity <= 3000
- 0 <= key <= 10000
- 0 <= value <= 105
- 最多调用 2 * 105 次 get 和 put
*思路:
代码
class LRUCache {
public:
//定义双链表
struct Node{
int key,value;
Node* left ,*right;
Node(int _key,int _value): key(_key),value(_value),left(NULL),right(NULL){}
}*L,*R;//双链表的最左和最右节点,不存贮值。
int n;
unordered_map<int,Node*>hash;
void remove(Node* p)
{
p->right->left = p->left;
p->left->right = p->right;
}
void insert(Node *p)
{
p->right = L->right;
p->left = L;
L->right->left = p;
L->right = p;
}
LRUCache(int capacity) {
n = capacity;
L = new Node(-1,-1),R = new Node(-1,-1);//链表头节点和尾节点
L->right = R;
R->left = L;
}
int get(int key) {
if(hash.count(key) == 0) return -1; //不存在关键字 key
auto p = hash[key];
remove(p);
insert(p);//将当前节点放在双链表的第一位
return p->value;
}
void put(int key, int value) {
if(hash.count(key)) //如果key存在,则修改对应的value
{
auto p = hash[key];
p->value = value;
remove(p);
insert(p);
}
else
{
if(hash.size() == n) //如果缓存已满,则删除双链表最右侧的节点
{
auto p = R->left;
remove(p);
hash.erase(p->key); //更新哈希表
delete p; //释放内存
}
//否则,插入(key, value)
auto p = new Node(key,value);
hash[key] = p;
insert(p);
}
}
};
/**
* Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
* LRUCache* obj = new LRUCache(capacity);
* int param_1 = obj->get(key);
* obj->put(key,value);
*/