Leetcode: 146. LRU Cache LRU缓存机制

LRU Cache LRU缓存机制

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。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。

你是否可以在 O(1) 时间复杂度内完成这两种操作?


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

方法一:哈希表+双向链表
关于splice的使用方法参考
l.splice(l.begin(), l, it->second);
将l中的由迭代器it->second指向的元素移到l.begin()处。也即将使用过的元素移到开头。

class LRUCache{
public:
    LRUCache(int capacity) {
        cap = capacity;
    }
    
    int get(int key) {
    //
        auto it = m.find(key);
        if (it == m.end()) return -1;
        l.splice(l.begin(), l, it->second);
        return it->second->second;
    }
    
    void put(int key, int value) {
        auto it = m.find(key);
        //若出现过元素,则擦除该元素
        if (it != m.end()) l.erase(it->second);
        //元素放置到开头
        l.push_front(make_pair(key, value));
        m[key] = l.begin();
        //当达到缓存容量将末尾的元素释放
        if (m.size() > cap) {
            int k = l.rbegin()->first;
            l.pop_back();
            m.erase(k);
        }
    }
    
private:
    int cap;
    //双向链表:装着 (key, value) 元组
    list<pair<int, int>> l;
    //哈希表:key 映射到 (key, value) 在 cache 中的位置
    unordered_map<int, list<pair<int, int>>::iterator> m;
};

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