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LeetCode146 LRU缓存

article 2024/9/25 7:02:09

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。

思路总结：DlinkNode结构体创建双链表，双链表有key和val；
pre和next指针，并且进行初始化。
哈希表cache存着key和双链表节点
初始化head和tail（head和tail并不存储实际数据）
在LRUCache函数中要clear哈希表，并且把tail加进双链表
在addNode中如果有可以直接返回如果没有就需要弄个cur
把cur放到head的后面最佳
在deltNode中如果没有可以直接返回如果有就erase他
删除的操作就是把他的前后找到然后前后接上把他悬挂
在get操作中，如果没有这个返回-1；
如果有就要先给他deletNode 再给他addNode
在put操作中，如果有，就先deletNode 再addNode
如果没有，就看看现在的哈希表是不是等于容量
如果等于容量：那就把tail前一个给他deleNode了
如果不等于容量：简单直接addNode。

struct DlinkNode{
    int key;
    int val;
    DlinkNode*pre;
    DlinkNode*next;
    DlinkNode():key(-1),val(-1),next(nullptr),pre(nullptr){}
    DlinkNode(int _key,int _val):key(_key),val(_val),next(nullptr),pre(nullptr){}
};
class LRUCache {
private:
unordered_map<int,DlinkNode*>cache;
    DlinkNode*head;
    DlinkNode*tail;
    int limit;
public:
    LRUCache(int capacity) {
        limit=capacity;
        cache.clear();
        head=new DlinkNode();
        tail=new DlinkNode();
        head->next=tail;
        tail->pre=head;
    }
    
    int get(int key) {
        if(!cache.count(key)){
            return -1;
        }
        int val=cache[key]->val;
        deltNode(key);
        addNode(key,val);
        return val;
    }
    
    void put(int key, int value) {
        if(cache.count(key)){
            deltNode(key);
            addNode(key,value);
        }else{
            if(cache.size()==limit){
                deltNode(tail->pre->key);
                addNode(key,value);
            }else{
                addNode(key,value);
            }
        }
    }
    void addNode(int key,int val){//添加
        //在头部添加
        if(cache.count(key)){
            return;
        }
        DlinkNode*cur=new DlinkNode(key,val);
        cur->next=head->next;
        head->next->pre=cur;
        cur->pre=head;
        head->next=cur;
        cache[key]=cur;
    }
    void deltNode(int key){//删除
        if(!cache.count(key)){
            return;
        }
        DlinkNode*cur=cache[key];
        cache.erase(key);
        DlinkNode*front=cur->pre;
        DlinkNode*back=cur->next;
        front->next=back;
        back->pre=front;
        cur->pre=nullptr;
        cur->next=nullptr;
    }
};