35.LRU 缓存

面试题 16.25. LRU 缓存

设计和构建一个“最近最少使用”缓存，该缓存会删除最近最少使用的项目。缓存应该从键映射到值(允许你插入和检索特定键对应的值)，并在初始化时指定最大容量。当缓存被填满时，它应该删除最近最少使用的项目。

它应该支持以下操作： 获取数据 get 和 写入数据 put 。

获取数据 get(key) - 如果密钥 (key) 存在于缓存中，则获取密钥的值（总是正数），否则返回 -1。
写入数据 put(key, value) - 如果密钥不存在，则写入其数据值。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前删除最近最少使用的数据值，从而为新的数据值留出空间。

示例：

LRUCache cache = new LRUCache( 2 /* 缓存容量 */ );cache.put(1, 1);
cache.put(2, 2);
cache.get(1);       // 返回  1
cache.put(3, 3);    // 该操作会使得密钥 2 作废
cache.get(2);       // 返回 -1 (未找到)
cache.put(4, 4);    // 该操作会使得密钥 1 作废
cache.get(1);       // 返回 -1 (未找到)
cache.get(3);       // 返回  3
cache.get(4);       // 返回  4

【算法思路见力扣官方】

好麻烦的题 啊啊啊啊啊啊~~~~~

class LRUCache {
    class DLinkNode{
        int key;
        int value;
        DLinkNode pre;
        DLinkNode next;
        public DLinkNode(){}
        public DLinkNode(int _key, int _value){key = _key; value=_value;}
    }

    private Map<Integer,DLinkNode> cache = new HashMap<Integer,DLinkNode>();
    private int size;      // 当前cache包含的进程数量
    private int capacity;    // cache 最大容量
    private DLinkNode head,tail;   // 虚拟头节点和尾节点

    public LRUCache(int capacity) {
        this.size=0;
        this.capacity = capacity;
        head = new DLinkNode();
        tail = new DLinkNode();
        head.next = tail;
        tail.pre = head;
    }

    
    public int get(int key) {
        DLinkNode node = cache.get(key);
        if(node == null) return -1;

        // 存在 则移动节点到链表头部
        moveToHead(node);
        return node.value;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        DLinkNode node = cache.get(key);
        // 节点不存在 新建结点
        if(node == null){
            DLinkNode newNode = new DLinkNode(key, value);
            // 存入缓存
            cache.put(key, newNode);
            // 移动至头部
            addToHead(newNode);
            size++;
            if(size>capacity){
                // 超出容量 找到表尾结点 并删除
                DLinkNode tail = removeTail();
                cache.remove(tail.key);    //从缓存中删除
                size--;
            }
        }else{
                // 节点存在，更新结点值，移动到头部
                node.value = value;
                moveToHead(node);
        }
    }

    private void addToHead(DLinkNode node){
        node.pre = head;
        node.next = head.next;
        head.next.pre = node;
        head.next = node;
    }
    private void moveToHead(DLinkNode node){
        // 先从原有位置删除， 再把node 插入头部
        removeNode(node);
        addToHead(node);
    }
    // 删除指定结点node
    private void removeNode(DLinkNode node){
        node.pre.next = node.next;
        node.next.pre = node.pre;
    }
    // 删除尾结点,并返回尾结点 便于删cache
    private DLinkNode removeTail(){
        DLinkNode res = tail.pre;
        removeNode(res);
        return res;

    }    
}