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
您是否在真实的面试环节中遇到过这道题目呢？
本文参考了https://blog.csdn.net/karen0310/article/details/75039604。
但是很遗憾，这篇文章中的代码并不是AC代码。出错的原因有好几处，读者可以自行比较我和他代码的区别，加以判断。
但是这个解题思路非常棒！如果你熟悉双向链表的操作，那这题真的是手到擒来。
下面给出AC代码：
class Node{
int key;
int value;
Node next;
Node pre;
public Node(int key,int value,Node pre, Node next){
this.key = key;
this.value = value;
this.pre = pre;
this.next = next;
}
}
public class LRUCache {
int capacity;
int count;//cache size
Node head;
Node tail;
HashMap<Integer,Node>hm;
public LRUCache(int capacity) { //only initial 2 Node is enough, head/tail
this.capacity = capacity+2;
this.count = 2;
this.head = new Node(-1,-1,null,null);
this.tail = new Node(-2,-2,this.head,null);
this.head.next = this.tail;
hm = new HashMap<Integer,Node>();
hm.put(this.head.key, this.head);
hm.put(this.tail.key, this.tail);
}
public int get(int key) {
int value = -1;
if(hm.containsKey(key)){
Node nd = hm.get(key);
value = nd.value;
detachNode(nd); //detach nd from current place
insertToHead(nd); //insert nd into head
}
return value;
}
public void put(int key, int value) {
if(hm.containsKey(key)){ //update
Node nd = hm.get(key);
nd.value = value;
//move to head
detachNode(nd); //detach nd from current place
insertToHead(nd); //insert nd into head
}else{ //add
Node nodeNew = new Node(key,value,null,null);
insertToHead(nodeNew);
hm.put(key,nodeNew);
if(this.count > capacity){
removeNode();
}
}
}
//common func
public void insertToHead(Node nd){
nd.next = this.head.next;
nd.next.pre = nd;
this.head.next = nd;
nd.pre = this.head;
this.count++;
}
public void detachNode(Node nd){
nd.pre.next = nd.next;
nd.next.pre = nd.pre;
nd.next = null;
nd.pre = null;
this.count--;
}
public void removeNode(){ //remove from tail
if(count<=2)//只有头尾元素的时候不删除
return;
Node nd = this.tail.pre;
detachNode(nd);
hm.remove(nd.key);
}
}