06丨链表（上）：如何实现LRU缓存淘汰算法
常用的缓存淘汰策略有三种：先进先出策略FIFO（First In, First Out）、最少使用策略（Least Frequently Used）、最近最少使用策略 LRU（Least Recently Used）。（清理书籍例子帮助记忆）
链表及链表结构
数组和链表的对比
数组需要一组连续的内存空间来存储，链表不需要一块连续的内存空间，它通过“指针”将一组零散的内存块串联起来使用。我们把内存块称为链表的“结点”。每个结点包括用户自定义的数据和下一个节点的地址（指针）。
性能对比
单链表
单链表只有一个后继指针next。第一个节点叫头结点，用来记录链表的基地址。最后一个节点叫尾结点，尾结点的指针不是指向下一个节点，而是指向一个空地址NULL，表示这是链表上的最后一个节点。
插入、删除时间复杂度为O(1)。
但是链表随机访问时只能一个一个遍历，时间复杂度为O(n)。
循环链表
循环链表是一种特殊的单链表，它的尾结点指针指向链表的头结点。当要处理的数据具有环形结构的特点时，适合使用循环链表。
双向链表
每个节点既有后继指针，又有前驱指针prev。
双向链表优点：
双向链表可以支持 O(1) 时间复杂度的情况下找到前驱结点，所以，双向链表在某些情况下的插入、删除等操作都要比单链表简单、高效。
前面所说的单链表插入、删除的时间复杂度为O(1)是理论情况，实际上是不准确的。
删除操作：
在实际的软件开发中，从链表中删除一个数据无外乎这两种情况：
-
删除结点中“值等于某个给定值”的结点；
- 删除给定指针指向的结点。
第一种情况，要找到相等的值，都需要遍历，所以时间复杂度都为O(n)。
第二种情况，删除某个结点 q需要知道其前驱结点，单链表组要遍历(O(n))，双向链表直接保存有(O(1))。
在指定结点前插入操作同理，需要知道前驱指针。
双向循环链表
LRU缓存，链表实现：
1. 如果此数据之前已经被缓存在链表中了，我们遍历得到这个数据对应的结点，并将其从原来的位置删除，然后再插入到链表的头部。
2. 如果此数据没有在缓存链表中，又可以分为两种情况：
-
如果此时缓存未满，则将此结点直接插入到链表的头部；
-
如果此时缓存已满，则链表尾结点删除，将新的数据结点插入链表的头部。
07丨如何轻松写出正确的链表代码
几个写链表代码的技巧：
1、理解指针或引用的含义
将某个变量赋值给指针，实际上就是将这个变量的地址赋值给指针，或者反过来说，指针中存储了这个变量的内存地址，
指向了这个变量，通过指针就能找到这个变量。
2、警惕指针丢失和内存泄漏（单链表）
① 内存泄漏：由于疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存。
② 插入节点时，要注意操作的顺序。
在节点a和节点b之间插入节点x，b是a的下一节点，p指针指向节点a，若代码如下，则指针丢失。
p->next = x; // 将 p 的 next 指针指向 x 结点；
x->next = p->next; // 将 x 的结点的 next 指针指向 b 结点；
③ 删除链表节点时，记得手动释放内存空间。
3、利用哨兵简化实现难度
哨兵是解决“边界问题“”的，不直接参与业务逻辑。在任何时候，不管链表是不是空，head 指针（表示头结点指针）都会一直指向这个哨兵结点。我们也把这种有哨兵结点的链表叫带头链表。相反，没有哨兵结点的链表就叫作不带头链表。
例：
① 在结点 p 后面插入一个新的结点，代码如下：
new_node->next = p->next;
p->next = new_node;
若要想一个空链表中插入第一个节点，则代码错误。若加入哨兵，节点为s，则代码为：
new_node->next = s->next;
s->next = new_node;
② 删除p的后继节点，代码如下：
p->next = p->next->next;若删除的是链表中的最后一个节点，则代码错误。若在链表最后加入哨兵结点，节点为s，则上述代码正确。
4、重点留意边界条件处理
检查链表代码是否正确的边界条件：
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如果链表为空时，代码是否能正常工作？
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如果链表只包含一个结点时，代码是否能正常工作？
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如果链表只包含两个结点时，代码是否能正常工作？
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代码逻辑在处理头结点和尾结点的时候，是否能正常工作？
5、举例画图，辅助思考
6、多写多练，没有捷径
5个常见链表操作：
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单链表反转
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链表中环的检测
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两个有序的链表合并
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删除链表倒数第 n 个结点
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求链表的中间结点