146. LRU 缓存

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

提示：

• 1 <= capacity <= 3000
• 0 <= key <= 10000
• 0 <= value <= 105
• 最多调用 2 * 105 次 get 和 put

class LRUCache {
    int capacity;
    int size;
    Node head;
    Node tail;
    Map map = new HashMap();
    class Node{
        Node pre;
        Node next;
        int key;
        int val;
        public Node(){

        }
        public Node(int key,int val){
            this.key = key;
            this.val = val;
        }

        public void insert(Node x){
            //先把x的前后指针指定了
            x.pre = tail.pre;
            x.next = tail;

            //在把前一个指针指向x，尾节点前指针指向x；
            tail.pre.next = x;
            tail.pre = x;
        }

        public Node remove(Node x){
            //移除当前节点，需要把x前一个节点指针断裂，指向后面
            x.pre.next = x.next;
            //需要把x后一个节点指针断裂，指向前边
            x.next.pre = x.pre;
            return x;
        }
    }

    public LRUCache(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
        //头尾节点只是用来链接。
        head = new Node();
        tail = new Node();
        head.next = tail;
        tail.pre = head;
    }
    
    public int get(int key) {
        Node node = map.get(key);
        if(node == null){
            return -1;
        }
        node = node.remove(node);
        tail.insert(node);
        return node.val;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        Node node = map.get(key);
        if(node == null){
            node = new Node(key,value);
            map.put(key,node);
            size++;
        }else{
            node = node.remove(node);
            node.val = value;
        }
        tail.insert(node);
        if(size>capacity){
            //每次把第一个结点给移除
            Node remove = head.remove(head.next);
            map.remove(remove.key);
            size--;
        }
    }
}