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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#xff1a;
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#xff0c;则返回关键字的值#xff0c;…题目描述
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 {11}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {11, 22}
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 {11, 33}
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 {44, 33}
lRUCache.get(1); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3); // 返回 3
lRUCache.get(4); // 返回 4
思路题目要求我们实现两个功能1.get查询功能put删除功能如果容器内的数达到容量 capacity则删除最久未用的那个变量需要注意的是这里的最久未被被查询是怎么定义的就像 原本指南针这个应用是再队列的最后一位当我打开他一次后他就跑到前面了另外假设容器的容量为4我再打开一个新的应用那么在最后一位的计算器就要被关掉。
普通的队列可以根据元素被压入的时间进行排序但不能访问队列中间的元素也不能提出哈希表可以实现查询功能但不能实现按照元素被访问时间进行排序如果我们把他们结合起来组成哈希链表既有了哈希表的查询功能也有了链表的先后顺序功能。这里采用的是双向链表 代码如下逻辑比较简单主要是函数的调用。
struct DLinkedNode {//双向链表的节点int key, value;//两个存变量的int变量DLinkedNode* prev;//指向上个节点DLinkedNode* next;//指向下个节点DLinkedNode() :key(0), value(0), prev(nullptr), next(nullptr){}//初始化节点的函数DLinkedNode(int _key,int _value):key(_key),value(_value),prev(nullptr),next(nullptr){}
};
class LRUCache {
private://这个是声明变量再class外面和内部都可访问unordered_mapint, DLinkedNode*cache;//DLinkedNode* head;//创建头节点DLinkedNode* tail;//创建尾节点int size;//统计链表内有多少个节点int capacity;//容器容量/*public: 是一个访问说明符access specifier它用于指定类的成员成员变量或成员函数在类外部是否可见和可访问。public 成员可以从任何地方被访问包括类的外部和其他文件中的代码。*/
public:LRUCache(int _capacity) : capacity(_capacity), size(0) {//这一步是为两个变量赋值head new DLinkedNode();//创建两个空节点tail new DLinkedNode();head-next tail;tail-prev head;};int get(int key) {if (!cache.count(key))//看看这个变量在不在队列当中{return -1;}//如果在队列当中。将他提到队列头部DLinkedNode* node cache[key];moveToHead(node);return node-value;}void put(int key, int value) {if (!cache.count(key)){//如果不存在创建一个新节点压入哈希表DLinkedNode* node new DLinkedNode(key, value);cache[key] node;// 添加至双向链表的头部addToHead(node);//size;if (size capacity){DLinkedNode* removed removeTail();//删除尾部节点// 删除哈希表中对应的项cache.erase(removed-key);//使用 erase 方法来删除 map 中的单个元素// 防止内存泄漏delete removed;--size;}}else {//如果存在先定位节点的位置DLinkedNode* node cache[key];node-value value;//更改值addToHead(node);//将其移动到前面}}void addToHead(DLinkedNode* node)//将节点指向头节点{node-prev head;//指向头结点node-next head-next;//node节点指向未插入之前头节点的下一个节点head-next - prev node;//调整未插入之前头结点的下一个节点指向nodehead-next node;}void removeNode(DLinkedNode* node) {//这个函数用于从双向链表中移除一个节点node-prev-next node-next;//前一个结点的next指向下一个节点node-next-prev node-prev;//后一个节点的perv}void moveToHead(DLinkedNode* Node) {//将一个节点移动到头部removeNode(Node);//删除这个节点addToHead(Node);//将这个节点移动到头节点}DLinkedNode* removeTail() {//这个函数的作用是移除链表尾部的节点并返回他的值DLinkedNode* node tail-prev;removeNode(node);return node;}};
