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:题目要求实现O(1)时间复杂度的获取数据和写入数据。哈希表可以实现O(1)复杂度的获取数据,但是没有办法写入数据,因为没有办法判断大小,就不知道这个数据应该写到哪里。双向链表可以以O(1) 时间复杂度,很方便地实现数据的插入和删除,但是没有办法直接定位。所以我们采用哈希表和双向链表相结合的方法。
1、通过哈希表来定位到双向链表节点的入口:哈希表的(key,val)分别取(key,ListNode*),这个key
就是题目中的key;通过双向链表来实现数据的插入和删除,双线链表存的值为pair<int, int>
(key,val),就是题目中的(key,val)。
2、获取数据的时候:
如果密钥存在于缓存中,那么返回缓存的value值,同时在列表中将该节点删除并且插入到链表的最前端;
如果密钥不存在于缓存中,返回-1。
3、写入数据的时候:
如果密钥不存在,那么将其插入到链表的最前端,如果缓存容量达到上限删除链表的最后一个元素;
哈希表中插入该元素。