【LeetCode】146.LRU页面置换

news2024/12/26 2:18:18

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LeetCode.146.LRU

146. LRU 缓存 - 力扣（LeetCode）
请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存约束的数据结构。
实现 LRUCache 类：

LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回 -1 。
void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在，则变更其数据值 value ；如果不存在，则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ，则应该逐出最久未使用的关键字。

函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。

示例：

输入
[“LRUCache”, “put”, “put”, “get”, “put”, “get”, “put”, “get”, “get”, “get”]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
输出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]

解释

LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1); // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废，缓存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废，缓存是 {4=4, 3=3}
lRUCache.get(1); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3); // 返回 3
lRUCache.get(4); // 返回 4

Code

class LRUCache {
private:
struct ListNode {
        int key;
        int value;
        ListNode* prev;
        ListNode* next;
        ListNode(int k, int v) : key(k), value(v), prev(nullptr), next(nullptr) {}
    };
    unordered_map<int,ListNode*>cache;
    int capacity;
    ListNode* dummy;

    //移除节点
    void remove(ListNode* node)
    {
        node->prev->next = node->next;
        node->next->prev = node->prev;
    }
    //添加节点
    void addNode(ListNode* node)
    {
        node->prev = dummy;
        node->next = dummy->next;
        node->prev->next = node;
        node->next->prev = node;
    }
public:
    LRUCache(int capacity):capacity(capacity), dummy(new ListNode(0,0)) {
        dummy->prev = dummy;
        dummy->next = dummy;
    }
    
    int get(int key) {
        if (cache.find(key)!= cache.end()) {
            ListNode* node = cache[key];
            remove(node);
            addNode(node);
            return node->value;
        }
        return -1;
    }
    
    void put(int key, int value) {
        if (cache.find(key)!= cache.end()) {
            ListNode* node = cache[key];
            node->value = value;
            remove(node);
            addNode(node);
        } else {
            ListNode* newNode = new ListNode(key, value);
            if (cache.size() >= capacity) {
                ListNode* removed = dummy->prev;
                cache.erase(removed->key);
                remove(removed);
                delete removed;
            }
            addNode(newNode);
            cache[key] = newNode;
        }
    }
};

/**
 * Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
 * LRUCache* obj = new LRUCache(capacity);
 * int param_1 = obj->get(key);
 * obj->put(key,value);
 */