[Leetcode]146.LRU缓存机制

Posted 2021-01-31 AdamWong

Leetcode难题，题目为：

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

这一题是非常典型的应用STL的算法题，同时还通过这个让我们了解了一下系统内的LRU缓存机制
这一题用的是unordered_map,list,pair这几个STL常用的东西。如果不清楚的朋友可以查询Cpp reference，下面题解给了注释

题解以及注释

 

 1 class LRUCache {
 2 public:
 3     /*构造函数*/
 4     LRUCache(int capacity) : _capacity(capacity) {}
 5     int get(int key) {
 6         if (pos.find(key) != pos.end()) {
 7             /*如果找到这个key所对应的值*/
 8             put(key, pos[key]->second);
 9             return pos[key]->second;
10         }
11         return -1;
12     }
13     void put(int key, int value) {
14         if (pos.find(key) != pos.end())
15             recent.erase(pos[key]);
16         else if (recent.size() >= _capacity) {
17             /*超出容量了，从pos和recent都删除出现最早的那一个*/
18             pos.erase(recent.back().first);
19             recent.pop_back();
20         }
21         recent.push_front({ key, value });
22         pos[key] = recent.begin();
23     }
24 private:
25     int _capacity;
26     list<pair<int, int>> recent;
27     /*最近使用过的记录，pair<int,int>表示键值对，用list模拟队列*/
28     unordered_map<int, list<pair<int, int>>::iterator> pos;  
29     /****************
30       value存储的是一个迭代器,这是一个从key映射到位置的hash表,
31       这里没有再用value的原因是可以直接通过迭代器的位置找到value
32      ***************/
33 };