leetcode-146：LRU 缓存

题目

题目连接

请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。
实现 LRUCache 类：

• LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
• int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回 -1 。
• void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在，则变更其数据值 value ；如果不存在，则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ，则应该 逐出 最久未使用的关键字。

函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。

示例：

输入
["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
输出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]

解释
LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1);    // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废，缓存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2);    // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废，缓存是 {4=4, 3=3}
lRUCache.get(1);    // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3);    // 返回 3
lRUCache.get(4);    // 返回 4

解题

方法一：双向链表+哈希

struct Node{
    
    int key,value;
    Node* left;
    Node* right;
    Node(int _key,int _value):key(_key),value(_value),left(nullptr),right(nullptr){
    }
};

class LRUCache {
    
public:
    Node* L;
    Node* R;
    int n;
    unordered_map<int,Node*> hash;

    LRUCache(int capacity) {
    
        n=capacity;
        L=new Node(-1,-1);
        R=new Node(-1,-1);
        L->right=R;
        R->left=L;
    }
    
    int get(int key) {
    
        if(hash.count(key)==0) return -1;
        Node* p=hash[key];
        remove(p);
        insert(p);
        return p->value;
    }
    
    void put(int key, int value) {
    
        if(hash.count(key)){
    //如果key存在，则修改对应的value
            Node* p=hash[key];
            p->value=value;
            remove(p);
            insert(p);
        }else{
    
            if(hash.size()==n){
    //如果缓存已满，则删除双链表最右侧的节点
                Node* p=R->left;
                remove(p);
                hash.erase(p->key);//更新哈希表
                delete p;
            }
            //插入新的节点
            Node* p=new Node(key,value);
            hash[key]=p;
            insert(p);
        }
    }
    void remove(Node* p){
    
        p->right->left=p->left;
        p->left->right=p->right;
    }
    void insert(Node* p){
    
        p->right=L->right;
        L->right->left=p;
        L->right=p;
        p->left=L;
    }
};