【力扣每日一题】2023.9.24 LRU缓存

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题目：

示例：

分析：

代码：

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题目：

示例：

分析：

这又是一道程序设计类的题目，要我们实现LRU缓存的get和put操作。

简单说一下LRU缓存是什么，在我看来就是实用主义的体现。

比如说现在需要对一些工具进行排序，如果我用了一下锤子，那么我就拿出锤子，用完之后我就把这个锤子放在了所有工具的最前面。

如果我用了一下锄头，但是工具里没有锄头，那么我从别的地方搞来锄头之后我就放在所有工具的最前面，如果工具数量超过最大限制了，那么就把最尾巴的工具扔掉。

也就是我最近使用的就排在前面，很久不用的就排在后面，直到超过容量，把最久不用的移出缓存。

get操作就需要我们找出缓存中是否有目标的键值对，如果有，那么我们需要将这个键值对移到缓存的最开头。如果没有，那么我们直接返回-1。

put操作也需要我们找出缓存中是否有目标的键值对，如果有，那么我们更新这个键的值并且移动到缓存的最开头。如果没有，我们就添加这个键值对到缓存的开头，并且如果缓存的大小超过了限制大小，我们就把缓存的最末尾给丢掉。

这个模拟起来其实不难，难点在于常规模拟会超时，因为题目要求我们使用O（1）的平均时间复杂度，也就是我们无法遍历缓存来实现模拟操作。

我们还需要记录缓存中的先后顺序，并且有时需要改变先后顺序，因此我们应该使用链表来记录缓存。

如果我们要从容器中找出一个元素但是不能通过遍历的方式去，那么比较容易想到的就是set或是map。

所以我们本题中选择链表（list）和map来做本题，通过链表来记录LRU缓存中数据的先后顺序，使用map来查找目标键来定位到链表中对应的键值对。

使用map来将键以及对应键值对在链表中的迭代器指针进行绑定，这样即可以定位到缓存中的目标，使用迭代器也方便删除链表中的节点。

在get中，如果找不到对应键就返回-1，反之就把对应的键值对从链表中删除，再添加回链表开头，并且需要更新map中的记录。

在put中，无论找不找得到键，我们都需要把新的键值对添加到链表的开头。如果找得到键，那么我们直接把键在链表中的老地方给移除。如果找不到，我们就需要判断一下缓存的大小，如果超过大小限制，我们就需要把链表的尾部给移除。

代码：

class LRUCache {
public:
    //存放键值
    list>l;
    //存放键所在地方的迭代器
    unordered_map>::iterator>m;
    //缓存大小
    int cap;

    LRUCache(int capacity):cap(capacity){ }
    
    int get(int key) {
        if(m.find(key)==m.end()) return -1;
        auto target=*m[key];        //获取目标的键值对
        l.erase(m[key]);            //在链表中删除目标
        l.push_front(target);       //在开头重新添加回去

        //错误示范
        // auto target=m[key];      //获取目标的迭代器
        // l.erase(target);         //这边删除之后,迭代器所指位置不变,所指元素发生改变
        // l.push_front(*target);   //添加回去的是未知元素

        m[key]=l.begin();           //修改目标值在map中的迭代器
        return target.second;
    }

    void put(int key, int value) {
        if(m.find(key)!=m.end()){   //如果缓存中有键值,删除
            l.erase(m[key]);
        }else{
            if(cap==l.size()){      //如果缓存中没有,如果容器大小封顶了,那么删除末尾
                m.erase(l.back().first);
                l.pop_back();
            }
        }
        //将新键值对添加回队列开头,并且更新map
        l.push_front(make_pair(key,value));
        m[key]=l.begin();
    }
};