【leetcode】-146-LRU缓存机制-哈希表+双向链表

数据结构如图所示： 哈希表和双向链表
- 由于查找的时间复杂为o(1)，所以只能用哈希表。
- 由于插入删除移动的时间复杂度为o(1)，所以只能用双向链表。

哈希表的key是结点值，value是一个指向双向链表的位置的指针，用双向链表才能在o(1)时间内移动或者删除结点。为了简便一些判断，在头部尾部都加入一个dummy结点。

查找get(key)
- 如果hash表中没有这个key值，返回-1
- 如果有，通过哈希表的value值找到单链表中的某个结点，将该节点移动到链表表头，并返回结点值
插入put(key,value)
- 如果key值不存在
  - 在双向链表中创建一个新的结点，并在哈希表中创建一个键值对
  - 判断此时的节点数是否超出了容量
    - 如果超过容量，删除链表尾的结点，删除在哈希表中对应的项目,更新容量。
- 如果key值存在
  - 通过哈希表定位结点，修改结点的值，并将该节点插入到表头。

太艰难了（加油！），注意事项如下

关于哈希表的操作不熟悉：

定义哈希表：unordered_map<int, DListNode*> HashMap;

判断哈希表是否为空：if (HashMap.count(key) == 0)return -1;

在哈希表中加入新的键值对：HashMap[key] = p;

根据哈希表的key值删除对应的表项：HashMap.erase(q->key);

对c++构造函数的语法不熟悉

使用初始化列表来初始化字段，冒号后面都是成员变量，在小括号里面直接赋值

LRUCache(int _capacity) : capacity(_capacity), size(0){中间省略}

DListNode() : key(0), value(0), front(nullptr), next(nullptr) {}

DListNode(int _key, int _value) : key(_key), value(_value), front(nullptr),next(nullptr){}

对数据结构理解不透彻

双向链表的结点要同时存储key和value：存储value是因为get函数是由key查找value，虽然哈希表的value是一个指针，但是指针指向的双链表结点应该返回给用户一个value值。存储key是因为当容量过大时，除了移除双链表表尾结点之外，还要移除哈希表中对应的表项，erase需要获取key值。

对双链表的各种断链接链操作还是蛮熟悉的，表扬！

struct DListNode {
	int key,value;
	struct DListNode* front;
	struct DListNode* next;
	DListNode() : key(0), value(0), front(nullptr), next(nullptr) {}//在结构体中定义构造函数，这是不带参数的
	DListNode(int _key, int _value) : key(_key), value(_value), front(nullptr), next(nullptr){}//这是带参数的
};
class LRUCache {
private:
	DListNode* head;
	DListNode* tail;
	int size;
	int capacity;
	unordered_map<int, DListNode*> HashMap;
public:
	LRUCache(int _capacity) : capacity(_capacity), size(0) {//构造函数
		head = new DListNode();
		tail = new DListNode();
		head->next = tail;
		tail->front = head;
	}
	int get(int key) {
		if (HashMap.count(key) == 0)return -1;//查找失败返回-1
		DListNode* p=HashMap[key];
		moveTohead(p);
		return p->value;
	}

	void put(int key,int value) {
		if (HashMap.count(key) == 0) {//如果不存在
			//创建双链表结点
			DListNode* p = new DListNode(key,value);
			//插入双链表的表头
			insertTohead(p);
			//插入hash表
			HashMap[key] = p;

			++size;

			if (size > capacity) {	
				//如果容量不足，删除表尾		
				DListNode* q=deleteTail();
				//删除哈希表中对应的项
				HashMap.erase(q->key);
				//防止内存泄漏
				delete q;
				--size;
			}
		}
		else {
			//如果存在
			DListNode* p = HashMap[key];
			p->value = value;
			moveTohead(p);
		}
	}

	DListNode* deleteTail() {
		DListNode* p = tail->front;
		p->front->next = tail;
		tail->front = p->front;
		return p;
	}

	void insertTohead(DListNode* p){
		p->front = head;
		p->next = head->next;
		head->next->front=p;
		head->next = p;
	}

	void moveTohead(DListNode* p) {
		p->front->next = p->next;
		p->next->front = p->front;
		//把p结点取下来

		p->front = head;
		p->next = head->next;
		head->next->front = p;//p结点插入表头
		head->next = p;
	}
};

【leetcode】-146-LRU缓存机制-哈希表+双向链表

猜你喜欢