leetcode 146. LRU缓存机制

Posted 2021-01-03 simpleknight

题目：

 

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？

示例:

LRUCache cache = new LRUCache( 2 /* 缓存容量 */ );

cache.put(1, 1);
cache.put(2, 2);
cache.get(1);       // 返回  1
cache.put(3, 3);    // 该操作会使得密钥 2 作废
cache.get(2);       // 返回 -1 (未找到)
cache.put(4, 4);    // 该操作会使得密钥 1 作废
cache.get(1);       // 返回 -1 (未找到)
cache.get(3);       // 返回  3
cache.get(4);       // 返回  4

思路：

　　list<pair<int,int>> 是一个双向链表，存储键值(key,value)，map<int,list<pair<int,int>>::iterator>>是用来存放key值所对应的list中的位置

　　

　　list链表的开头，是最近使用过的，当每次进行get()和put()操作时，我们就要更新。要注意的是，若(key1,value1)已经存在，当put(key1,value2)时，我们要直接修改value值，同时放到链表的开头。

　　list链表的末尾，是最久使用过的，当容量满时，就要将它替换出去，将最新的(key,value)放在链表开头

代码：

class LRUCache {
private:
    int n;
    list<pair<int,int> > lis;
    unordered_map<int,list<pair<int,int>>::iterator> m;
public:
    LRUCache(int capacity) {
        n = capacity;
    }
    
    int get(int key) {
        auto it = m.find(key);
        int ans = -1;
        if(it!=m.end())
        {
            ans = it->second->second;
            lis.erase(it->second);
            lis.push_front(make_pair(key,ans));
            it->second = lis.begin();
        }
        return ans;
    }
    
    void put(int key, int value) {
        auto it = m.find(key);
        if(it!=m.end())
        {
            lis.erase(it->second);
            lis.push_front(make_pair(key,value));
            m[key] = lis.begin();
        }
        else if(m.size()<n)
        {
            lis.push_front(make_pair(key,value));
            m[key] = lis.begin();
        }
        else
        {
            auto it = lis.end();
            it--;
            m.erase(it->first);
            lis.erase(it);
            lis.push_front(make_pair(key,value));
            it = lis.begin();
            m[key] = it;
        }
    }
};

/**
 * 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);
 */