diff --git a/链表/14. LRU 缓存.md b/链表/14. LRU 缓存.md new file mode 100644 index 0000000..c5d59c9 --- /dev/null +++ b/链表/14. LRU 缓存.md @@ -0,0 +1,161 @@ +# LRU 缓存 + +## 题目 + +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 + +## 分析 + +- 核心数据结构 + - ListNode + - prev + - next + - ind + - val + - HashMap + - ind + - ListNode + - 链表 + - head + - tail +- 核心字段 + - size + - 当前大小 + - cap + - 最大容量 + +## 代码 + +```java +class LRUCache { + + // Init 1: ListNode + class ListNode { + int key; + int val; + ListNode next; + ListNode prev; + + public ListNode () { } + public ListNode (int key, int val) { + this.key = key; + this.val = val; + } + } + + ListNode dummyHead = new ListNode(0, 0); + ListNode dummyTail = new ListNode(0, 0); + + + + // Init 2: HashMap + Map map = new HashMap<>(); + + // Init 3: Other + private int size; + private int cap; + + public LRUCache(int capacity) { + this.cap = capacity; + this.size = 0; + dummyHead.next = dummyTail; + dummyTail.prev = dummyHead; + } + + public int get(int key) { + ListNode node = map.get(key); + if (node == null) { + return -1; + } + // Operation: Change Loc + moveToHead(node); + return node.val; + } + + public void put(int key, int value) { + ListNode node = map.get(key); + if (node == null) { + ListNode newNode = new ListNode(key, value); + addToHead(newNode); + map.put(key, newNode); + size++; + if (size > cap) { + ListNode tail = removeTail(); + map.remove(tail.key); + size--; + } + } else { + node.val = value; + moveToHead(node); + } + } + + // Typical Methods + // 1. addToHead + private void addToHead(ListNode node) { + node.next = dummyHead.next; + node.prev = dummyHead; + dummyHead.next.prev = node; + dummyHead.next = node; + + } + // 2. removeNode + private void removeNode(ListNode node) { + node.prev.next = node.next; + node.next.prev = node.prev; + } + // 3. moveToHead + private void moveToHead(ListNode node) { + removeNode(node); + addToHead(node); + } + // 4. removeTail + private ListNode removeTail() { + ListNode res = dummyTail.prev; + removeNode(res); + return res; + } +} + +/** + * 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); + */ +``` \ No newline at end of file