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146. LRU 缓存

news 2026/5/11 21:28:56

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

class Node:__slots__='prev','next','key','value'def __init__(self,key=0,value=0): self.key=key self.value=value class LRUCache: def __init__(self, capacity: int): self.capacity=capacity self.dummy=Node()#哨兵节点self.dummy.prev=self.dummy self.dummy.next=self.dummy self.key_to_node={}#获取key对应的节点，同时把这个节点移到链表头部def get_node(self,key:int):ifkey notinself.key_to_node:returnNonenode=self.key_to_node[key]#有这本书#则删除节点并移到链表最前面self.remove(node)self.push_front(node)returnnode#这个get函数即题目定义的，读取 key 对应的值，def get(self, key: int)->int:node=self.get_node(key)ifnode:returnnode.value else:return-1 def put(self, key: int, value: int)->None:node=self.get_node(key)ifnode: node.value=value else:node=Node(key,value)self.key_to_node[key]=node self.push_front(node)iflen(self.key_to_node)>self.capacity:back_node=self.dummy.prev del self.key_to_node[back_node.key]self.remove(back_node)def remove(self,x:None)->None: x.prev.next=x.next x.next.prev=x.prev def push_front(self,x:Node): x.prev=self.dummy x.next=self.dummy.next x.prev.next=x x.next.prev=x