LRU(leastLeast Recently Used)

Posted 2023-02-23 黑桃_K_

一、什么是LRU

最近最少使用的内存管理算法

长期不被使用的数据，在未来被使用的概率也不大，所以当内存达到一定的交换阈值，会将最近最少使用的数据移除。

二、使用方法

采用哈希表和双向链表结合方式，使得访问数据。插入数据的效率达到O(1)。

哈希表： unordered_map<int,list<int,pair<int,int>::iterator>
链表： list<pair<int,int>>

采用哈希表可以使得查找效率达到O(1) ，哈希表的第二个值存储链表的迭代器

三、代码（内有注释）

class LRUCache 
public:
    LRUCache(int capacity) 
    //确定链表的节点数
        _capacity=capacity;
    
  //查找节点值，直接从哈希表中查找，找不到返回-1
  //找到的话，找到节点值，然后将这个节点前后的节点相连，将此节点移动的链表的最后位置
  //此处采用list自带的splice 函数 （哪个位置，链表，移动链表的那个节点）；  
    int get(int key) 
        auto umit=_hashMap.find(key);
        if(umit!=_hashMap.end())
            LRU_LST_IT listIt=umit->second;
            int value=listIt->second;
            _listCache.splice(_listCache.end(),_listCache,listIt);
            //连接左右，取出值放在后面
            //_listCache.erase(listIt);
            //_hashMap.erase(key);
            //_listCache.push_back(make_pair(key,value));
            //_hashMap[key]=--_listCache.end();
            return value; 
        else
            return -1;
        

    
 
 //插入节点
 //当前哈希表中是否存在
 //存在则直接将当前节点移动到链表最后
 //不存在则判断链表个节点个数是否满了
 //满了，则删除掉最前面的节点和哈希表中的最前面节点信息
 //然后将新节点插入到链表后面，并且构建哈希表的key-value信息
 //
 //不满则直接在链表后面插入新节点，并且构建哈希表的key-value信息   
    void put(int key, int value) 
        auto umit=_hashMap.find(key);
        if(umit!=_hashMap.end())
            //auto endit=_listCache.end();
            LRU_LST_IT ltIt=umit->second;
            ltIt->second=value;
            _listCache.splice(_listCache.end(),_listCache,umit->second);
            
        else
            if(_listCache.size()==_capacity)
                _hashMap.erase(_listCache.front().first);
                _listCache.pop_front();
            

            _listCache.push_back(make_pair(key,value));

            _hashMap[key]=--_listCache.end();    
        
    
private:
    typedef list<std::pair<int,int>>::iterator  LRU_LST_IT;
    typedef std::pair<int,int> LRU_LST; 
//链表定义 哈希表定义 节点个数
    list<LRU_LST> _listCache;
    unordered_map<int,LRU_LST_IT> _hashMap; 
    int _capacity;
;

四、图