C++实现LRU（逐句讲解）

使用双向链表解决此问题，因为双向链表可以很容易的获取到头结点和尾结点。题目要求 get 和 put 要在O(1)的时间复杂度下运行，很显然要用set或map。根据题意，应使用map。 unordered_map cache; map->first为Node中的key，可以根据这个key在map中查找元素是否存在。

class LRUCache {
public:
    //定义双向链表的结构
    struct Node
    {
        int key;
        int value;
        Node* prev;
        Node* next;
        
        Node(int k,int v) : key(k),value(v),prev(nullptr),next(nullptr){}
    };

    //初始化双向链表
    LRUCache(int capacity) {
        this->capacity = capacity;
        head = new Node(0,0);
        tail = new Node(0,0);
        head->next = tail;
        tail->prev = head;
    }
    
    //向双向链表中存储数据
    //如果存在，则返回对应的值
    int get(int key) {
        //查找到了
        if(cache.find(key)!=cache.end())
        {   
            //查找到之后需要把这个元素放到表头，并返回value
            Node* node = cache[key];
            moveToHead(node);
            return node->value;
        }
        return -1;
    }
    //向双向链表中存储元素，若存在改变其数据值，并把这个移动到头部，若不存在则插入，把最后一个元素删除，插入在头部。
    //若插入后导致数量超过capacity，把最后一个删掉
    void put(int key, int value) {
        //若找到了
        if(cache.find(key)!= cache.end())
        {
            Node* node = cache[key];
            node->value = value;
            moveToHead(node);
        }
        //没有找到
        else 
        {
            Node* node = new Node(key,value);
            //没找到的话需要新建一个节点插入，但是要先判断下插入下是不是会超过capacity
            //如果超过
            if(cache.size()+1>capacity)
            {
                //将最后一个移除
                Node* tailNode = removeTail();
                cache.erase(tailNode->key);
                delete tailNode;
            }
            //将新节点添加到表头
            cache[key] = node;
            addHead(node);
            
        }
    }
    //将该节点移动到头结点
    void moveToHead(Node* node)
    {
        removeNode(node);
        addHead(node);
    }

    //移除某个节点
    void removeNode(Node* node)
    {
        node->prev->next = node->next;
        node->next->prev = node->prev;
    }
    //将node添加到双向链表头部
    void addHead(Node* node)
    {   
        node->prev = head;
        node->next = head->next;
        head->next->prev = node;
        head->next = node;
    }
    //删除最后一个节点,并返回该节点，因为要通过该节点删除cache中的元素
    Node* removeTail()
    {
        Node* tailNode = tail->prev;
        removeNode(tailNode);
        return tailNode;
    }


private:
    int capacity;
    Node* head;
    Node* tail;
    unordered_map<int,Node*> cache;
};

/**
 * 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);
 */