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leetcode 146. LRU缓存机制 medium (重要)
题目描述:
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?
解题思路:
LRU 是 Least Recently Used 的简写,就是最近最少使用的意思。那么这个缓存器主要有两个成员函数,get 和 put,都需要在O(1) 时间内实现。
- get 函数是通过输入 key 来获得 value,如果成功获得后,这对 (key, value) 升至缓存器中最常用的位置(顶部),如果 key 不存在,则返回 -1。
- 而 put 函数是插入一对新的 (key, value),如果原缓存器中有该 key,则需要先删除掉原有的,将新的插入到缓存器的顶部。如果不存在,则直接插入到顶部,并且假如加入新的值后缓存器超过了容量,则需要先删掉一个最不常用的值,也就是底部的值。
所以首先我们需要一个双向链表,链表里元素的顺序表示距离当前访问的顺序,链表头是最近刚被访问的,链表尾是最近最远被访问的,并且我们为了在O(1)时间内实现get函数,我们还需要一个hash表。为了方便,我们hash表里存的时key和list迭代器的映射
并且用li.splice(li.begin(),li,hash[key]); // 把i所指元素放到li.begin 之前 这个来调整list位置
代码:
//
class LRUCache {
public:
LRUCache(int capacity):cap(capacity) {
}
int get(int key) {
if(hash.count(key)){
li.splice(li.begin(),li,hash[key]); // 把key所指的那个元素给移到最前面
return li.front().second;
}
return -1;
}
void put(int key, int value) {
if(hash.count(key)){
li.splice(li.begin(),li,hash[key]); // 把i所指元素放到li.begin 之前
li.front().second=value;
} else{
li.push_front({key,value});
hash[key]=li.begin();
if(li.size()>cap){
hash.erase(li.back().first);
li.pop_back();
}
}
}
private:
int cap;
list<pair<int,int>> li; // 保存key-val 因为要pop_front
unordered_map<int,list<pair<int,int>>::iterator> hash; // 保存key和迭代器的映射
};