【难点】【LRU】146.LRU缓存

本文介绍了如何使用Java实现LRU缓存,分别通过LinkedHashMap和自定义DLinkedNode双向链表结构,详细解释了两种方法的内部逻辑和容量管理策略。

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题目

法1:基于Java的LinkedHashMap

必须掌握法1。参考链接
关于LinkedHashMap的介绍

class LRUCache {
    int cap;
    LinkedHashMap<Integer, Integer> cache = new LinkedHashMap<>();
    public LRUCache(int capacity) { 
        this.cap = capacity;
    }
    
    public int get(int key) {
        if (!cache.containsKey(key)) {
            return -1;
        }
        // 将 key 变为最近使用
        makeRecently(key);
        return cache.get(key);
    }
    
    public void put(int key, int val) {
        if (cache.containsKey(key)) {
            // 修改 key 的值
            cache.put(key, val);
            // 将 key 变为最近使用
            makeRecently(key);
            return;
        }
        
        if (cache.size() >= this.cap) {
            // 链表头部就是最久未使用的 key
            int oldestKey = cache.keySet().iterator().next();
            cache.remove(oldestKey);
        }
        // 将新的 key 添加链表尾部
        cache.put(key, val);
    }
    
    private void makeRecently(int key) {
        int val = cache.get(key);
        // 删除 key,重新插入到队尾
        cache.remove(key);
        cache.put(key, val);
    }
}

法2:自定义数据结构

参考链接

public class LRUCache {
    class DLinkedNode {
        int key;
        int value;
        DLinkedNode prev;
        DLinkedNode next;
        public DLinkedNode() {}
        public DLinkedNode(int _key, int _value) {key = _key; value = _value;}
    }

    private Map<Integer, DLinkedNode> cache = new HashMap<Integer, DLinkedNode>();
    private int size;
    private int capacity;
    private DLinkedNode head, tail;

    public LRUCache(int capacity) {
        this.size = 0;
        this.capacity = capacity;
        // 使用伪头部和伪尾部节点
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }

    public int get(int key) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            return -1;
        }
        // 如果 key 存在,先通过哈希表定位,再移到头部
        moveToHead(node);
        return node.value;
    }

    public void put(int key, int value) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            // 如果 key 不存在,创建一个新的节点
            DLinkedNode newNode = new DLinkedNode(key, value);
            // 添加进哈希表
            cache.put(key, newNode);
            // 添加至双向链表的头部
            addToHead(newNode);
            ++size;
            if (size > capacity) {
                // 如果超出容量,删除双向链表的尾部节点
                DLinkedNode tail = removeTail();
                // 删除哈希表中对应的项
                cache.remove(tail.key);
                --size;
            }
        }
        else {
            // 如果 key 存在,先通过哈希表定位,再修改 value,并移到头部
            node.value = value;
            moveToHead(node);
        }
    }

    private void addToHead(DLinkedNode node) {
        node.prev = head;
        node.next = head.next;
        head.next.prev = node;
        head.next = node;
    }

    private void removeNode(DLinkedNode node) {
        node.prev.next = node.next;
        node.next.prev = node.prev;
    }

    private void moveToHead(DLinkedNode node) {
        removeNode(node);
        addToHead(node);
    }

    private DLinkedNode removeTail() {
        DLinkedNode res = tail.prev;
        removeNode(res);
        return res;
    }
}
内容概要:《中国HR+HER2-早期乳腺癌患者诊疗需求调研白皮书》聚焦于中国早期HR+/HER2-乳腺癌患者的诊疗现状和需求。白皮书通过定量调研,揭示了患者在确诊、复发风险评估、术后辅助治疗及长期管理等各阶段面临的挑战,包括对新药的期待、信息需求及信息渠道偏好。调研显示,患者对新型辅助治疗方案的疗效和生活质量提升寄予厚望,但也存在对不良反应的担忧。此外,患者在理解诊断报告、复发风险认知及获取权威信息方面存在诸多障碍。白皮书呼吁加强患者教育、优化医患沟通、提高新药可及性,以改善患者预后和生活质量。 适合人群:早期HR+/HER2-乳腺癌患者、家属、临床医生及相关医疗工作者。 使用场景及目标:①帮助患者更好地理解诊断结果和后续治疗方案;②为临床医生提供患者需求和挑战的真实数据,优化诊疗路径;③推动社会各界关注和支持早期乳腺癌患者的教育和管理,助力患者早日康复,重获高质量生活。 其他说明:白皮书强调了早期乳腺癌患者在诊疗旅程中面临的多重障碍,包括早期筛查覆盖率不足、复发风险认知偏差及医患沟通壁垒。为应对这些挑战,白皮书提出了多项改进建议,如加强乳腺健康教育、优化诊断结果沟通方式、提升患者对复发风险的认知、强化不良反应管理及构建权威信息平台等。
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