leetcode_146_LRU緩存機制

leetcode 146 LRU緩存機制

• 題目

  運用你所掌握的數據結構，設計和實現一個  LRU (最近最少使用) 緩存機制。它應該支持以下操作： 獲取數據 get 和 寫入數據 put 。
  
  獲取數據 get(key) - 如果密鑰 (key) 存在於緩存中，則獲取密鑰的值（總是正數），否則返回 -1。
  寫入數據 put(key, value) - 如果密鑰已經存在，則變更其數據值；如果密鑰不存在，則插入該組「密鑰/數據值」。當緩存容量達到上限時，它應該在寫入新數據之前刪除最久未使用的數據值，從而爲新的數據值留出空間。
  
  進階:
  
  你是否可以在 O(1) 時間複雜度內完成這兩種操作？
  
  示例:
  
  LRUCache cache = new LRUCache( 2 /* 緩存容量 */ );
  
  cache.put(1, 1);
  cache.put(2, 2);
  cache.get(1);       // 返回  1
  cache.put(3, 3);    // 該操作會使得密鑰 2 作廢
  cache.get(2);       // 返回 -1 (未找到)
  cache.put(4, 4);    // 該操作會使得密鑰 1 作廢
  cache.get(1);       // 返回 -1 (未找到)
  cache.get(3);       // 返回  3
  cache.get(4);       // 返回  4
  

• 解
  1. 哈希表+雙鏈表

     import java.util.Map;
     import java.util.HashMap;
     
     class DLink {
         protected int key;
         protected int value;
         protected DLink pre;
         protected DLink next;
     
         public DLink() {
             this.key = 0;
             this.value = 0;
             this.pre = null;
             this.next = null;
         }
     
         public DLink(int key, int value) {
             this.key = key;
             this.value = value;
             this.pre = null;
             this.next = null;
         }
     }
     
     public class LRUCache {
         private int capacity;
         private DLink head, tail;
         private Map<Integer, DLink> Lt = new HashMap<Integer, DLink>();
     
         public LRUCache(int capacity) {
             this.capacity = capacity;
             head = new DLink();
             tail = new DLink();
             head.next = tail;
             tail.pre = head;
         }
     
         public int get(int key) {
             DLink node = this.Lt.get(key);
             if (node == null) return -1;
             else {
                 node.pre.next = node.next;
                 node.next.pre = node.pre;
                 node.pre = tail.pre;
                 node.next = tail;
                 node.pre.next = node;
                 tail.pre = node;
                 return node.value;
             }
     
         }
     
         public void put(int key, int value) {
             DLink node = this.Lt.get(key);
             if (node == null) {
                 node = new DLink(key, value);
                 if (this.Lt.size() < this.capacity) {
                     node.pre = tail.pre;
                     node.next = tail;
                     node.pre.next = node;
                     tail.pre = node;
                     Lt.put(key, node);
                 } else {
                     Lt.remove(head.next.key);
                     head.next.next.pre = head;
                     head.next = head.next.next;
                     node.pre = tail.pre;
                     node.next = tail;
                     node.pre.next = node;
                     tail.pre = node;
                     Lt.put(key, node);
                 }
             } else {
                 node.value = value;
                 node.pre.next = node.next;
                 node.next.pre = node.pre;
                 node.pre = tail.pre;
                 node.next = tail;
                 node.pre.next = node;
                 tail.pre = node;
             }
         }
     }