leetcode-146. LRU 缓存机制(hash+双向链表)

全栈程序员-站长 • 2022年8月9日下午10:00 • 未分类 • 阅读 5

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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？

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 <= 3000
0 <= value <= 104
最多调用 3 * 104 次 get 和 put

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/lru-cache
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题解
用unoredered_map和双向链表

class LRUCache { 
   
private:
    struct LinkNode{ 
   
        LinkNode *next,*pre;
        int val;
        int key;
        LinkNode(int key,int val,LinkNode *pre,LinkNode *next):key(key),val(val),pre(pre),next(next){ 
   };
        LinkNode(int key,int val):key(key),val(val){ 
   next = NULL;pre = NULL;};
    };
    int capacity;
    LinkNode *T = NULL;
    int num = 0;
    LinkNode *end = NULL;
    unordered_map<int,LinkNode*> Hash;
public:
    LRUCache(int capacity):capacity(capacity) { 
   
        T = new LinkNode(0,0);
        end = T;
        num = 0;
    }
    
    int get(int key) { 
   
        if(Hash.find(key) == Hash.end())return -1;
        LinkNode * t = Hash[key];
        if(end == t && num > 1)end = t->pre;
        t->pre->next = t->next;
        if(t->next != NULL)t->next->pre = t->pre;
        t->next = T->next;
        t->pre = T;
        if(T->next != NULL)T->next->pre = t;
        T->next = t;
        return t->val;
    }
    
    void put(int key, int value) { 
   
        if(Hash.find(key) != Hash.end()){ 
   
            LinkNode * t = Hash[key];
            t->pre->next = t->next;
            if(end == t && num > 1)end = t->pre;
            if(t->next != NULL)t->next->pre = t->pre;
            t->next = T->next;
            t->pre = T;
            if(T->next != NULL)T->next->pre = t;
            T->next = t;
            t->val = value;
        }else if(num < capacity){ 
   
            num ++;
            LinkNode *t = new LinkNode(key,value,T,T->next);
            Hash[key] = t;
            if(T->next != NULL)T->next->pre = t;
            T->next = t;
            if(num == 1)end = t;
        }else{ 
   
            end = end->pre;
            LinkNode *tt = end->next;
            end->next = NULL;
            Hash.erase(tt->key);
            delete tt;
            LinkNode *t = new LinkNode(key,value,T,T->next);
            Hash[key] = t;
            if(T->next != NULL)T->next->pre = t;
            T->next = t;
        }
    }
};

/** * 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); */