leetcode.146 LRU緩存機制

146. LRU緩存機制

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

想法

雙向鏈表

誰被使用了，就放到鏈表頭去

get 遍歷鏈表，找到，就放到鏈表頭去

put 如果找到，更新值

插入到鏈表頭，表滿了後刪除鏈表尾

#include <iostream>
#include <list>

using namespace std;

class node{
public:
	int key;
	int val;
	node *pre;
	node *next;

	node(){
		key = -1;
		val = -1;
		pre = NULL;
		next = NULL;
	}
};


class LRUCache {
public:
	node *root = new node;
	int num;
	int capa;
	node *p;

    LRUCache(int capacity) {
    	num = 0;
 		capa = capacity;
    }
    
    int get(int key){
    	p = root;
		while(true){
			if(p -> key == key){
				if(p -> next != NULL){
					p -> next -> pre = p -> pre;
					p -> pre -> next = p -> next;
				}
				else{
					p -> pre -> next = p -> next;
				}
				if(root -> next != NULL){
					p -> next = root -> next;
					root -> next -> pre = p;
				}

				p -> pre = root;
				root -> next = p;	
				cout << p -> val << endl;
				return p -> val;
			}
			if(p -> next == NULL){
				cout << -1 << endl;
				return -1;
			}
			else{
				p = p -> next;
			}
		}
		
    }
    
    void put(int key, int value) {
 		node *q;
    	p = root;
		while(true){
			if(p -> key == key){
				p -> val = value;
				cout << p -> val << "change"<< endl;
				if(p -> next != NULL){
					p -> next -> pre = p -> pre;
					p -> pre -> next = p -> next;
				}
				else{
					p -> pre -> next = p -> next;
				}
				if(root -> next != NULL){
					p -> next = root -> next;
					root -> next -> pre = p;
				}

				p -> pre = root;
				root -> next = p;	
				return;
			}			
			if(p -> next == NULL){
				q = p;
				break;
			}
			else{
				p = p -> next;
			}
		}

		if(num >= capa){
			cout << "delete" << endl;
			q -> pre -> next = NULL;
		}
		else{
			num++;	
		}
		cout << "add"<< endl;
		node *p = new node;
		p -> key = key;
		p -> val = value;
		if(root -> next != NULL){
			p -> next = root -> next;
			root -> next -> pre = p;
		}

		p -> pre = root;
		root -> next = p;	

    }
};

int main(){

	LRUCache cache = LRUCache(2);

	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


}