LeetCode刷题之设计题（持续更新）

1. LRU缓存机制

146. 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。

进阶:

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

/*
思路：
利用Map+Stack
 */
public class LRUCache {
    Map<Integer, Integer> map;
    Stack<Integer> stack;
    int size;

    public LRUCache(int capacity) {
        stack = new Stack<>();
        map = new HashMap<>(capacity);
        size = capacity;
    }

    public int get(int key) {
        if (!stack.contains(key)) {
            return -1;
        }
        stack.remove(Integer.valueOf(key));
        stack.push(key);
        return map.get(key);
    }

    public void put(int key, int value) {
        if (stack.contains(key)) {
            stack.remove(Integer.valueOf(key));
        } else {
            if (stack.size() == size) {
                int count = stack.remove(0);
                map.remove(count);
            }
        }
        stack.push(key);
        map.put(key, value);
    }
}

2. 最小栈

155. 最小栈

设计一个支持 push，pop，top 操作，并能在常数时间内检索到最小元素的栈。

• push(x) -- 将元素 x 推入栈中。
• pop() -- 删除栈顶的元素。
• top() -- 获取栈顶元素。
• getMin() -- 检索栈中的最小元素。

示例:

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.getMin();   --> 返回 -2.

/*
思路：
维持两个栈：一个是元素压入栈；一个做最小元素压入栈，只要比栈顶元素小或者等于就压入
 */
public class MinStack {
    private Stack<Integer> pStack;
    private Stack<Integer> mStack;

    public MinStack() {
        pStack = new Stack<>();
        mStack = new Stack<>();
    }

    public void push(int x) {
        pStack.push(x);
        if (mStack.isEmpty() || mStack.peek() >= x) {
            mStack.push(x);
        }
    }

    public void pop() {
        int x = pStack.pop();
        if (x == mStack.peek()) mStack.pop();
    }

    public int top() {
        return pStack.peek();
    }

    public int getMin() {
        return mStack.peek();
    }

}