LRU cache实现

Posted 2020-12-04 fwdqxl

 

最久未使用算法（LRU, Least Recently Used）：

LRU法是依据各块使用的情况， 总是选择那个最长时间未被使用的块替换。这种方法比较好地反映了程序局部性规律

type cache struct {   
    m     map[string]string  // 存储k-v
    nodeM map[string]*node   // 存储k对应在链表l中节点的位置
    size  int
    l     *linkedList        // 双向链表，未被使用的越久的越在前面
}

type node struct {
    key  string
    pre  *node
    next *node
}

type linkedList struct {
    head *node
    rear *node
}

func newLinkedList() *linkedList {
    return &linkedList{}
}

// 双向链表添加节点
func (l *linkedList) add(n *node) {
    if l.head == l.rear {
        l.head = n
        l.rear = n
        l.head.next = n
        l.rear.pre = n
        return
    }

    l.rear.next = n
    n.pre = l.rear
    l.rear = n
}

// 双向链表删除节点
func (l *linkedList) delete(n *node) {
    n.pre.next = n.next
    n.next.pre = n.pre
}

// 双向链表去除头部节点
func (l *linkedList) pop() string {
    key := l.head.key
    l.head = l.head.next
    l.head.pre = nil
    return key
}

func (c *cache) init(size int) {
    c.m = make(map[string]string, size)
    c.nodeM = make(map[string]*node, size)
    c.size = size
    c.l = newLinkedList()
}


func (c *cache) get(key string) (string, bool) {

// 1.不存在key
    if _, ok := c.m[key]; !ok {
        return "", false
    }

// 2.存在key,从nodeM中获取节点指针n
    n := c.nodeM[key]

// 更新链表l
    c.l.delete(n)
    c.l.add(n)
return c.m[key], false
}

func (c *cache) set(key, value string) {
// 1.已经存在这个key,替换k-v
    if _, ok := c.m[key]; ok {
        n := c.nodeM[key]
        c.l.delete(n)
        c.l.add(n)
        c.nodeM[key] = n
        c.m[key] = value
        return
    }

    //2.不存在这个key,如果cache容量已满需要淘汰最旧的KEY
    if len(c.m) >= c.size {
        popKey := c.l.pop()
        delete(c.m, popKey)
        delete(c.nodeM, popKey)
    }

    // 添加新node
    newNode := &node{key: key}
    c.l.add(newNode)
    c.m[key] = value
    c.nodeM[key] = newNode
}

func (c *cache)del(key string){

     if _, ok := c.m[key]; !ok {
        return
    }
    n:=c.nodeM[key]
    c.l.delete(n)
    delete(c.m, key)
    delete(c.nodeM, key)
}