LeetCode-146-LRU缓存机制

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本文讲解了如何使用哈希表和双向链表实现LeetCode中的LRU（Least Recently Used）缓存机制，通过构造LinkedNode类和关键方法如get、put和moveToHead来管理缓存的插入、删除和访问操作。适合理解哈希表与数据结构结合的实战应用。

LeetCode-146-LRU缓存机制

在这里插入图片描述

思路

考虑使用哈希表和双向链表来完成，哈希表记录双向链表存在的数据

代码

class LRUCache {
 
    class LinkedNode {
        int key;
        int value;
        LinkedNode pre;
        LinkedNode next;
        public LinkedNode() {}
        public LinkedNode(int key, int value) {this.key = key; this.value = value;}
    }//双向链表
        int size;//实际长度
        int capacity;//最大容量
        LinkedNode head;//头节点
        LinkedNode tail;//尾节点
        Map<Integer,LinkedNode> cache=new HashMap<Integer,LinkedNode>();//哈希表，存储存在的数据
    public LRUCache(int capacity) {
        this.size=0;
        this.capacity=capacity;
        head=new LinkedNode();
        tail=new LinkedNode();
        head.next=tail;
        tail.pre=head;
    }
    public int get(int key) {
         LinkedNode node=cache.get(key);
         if(node==null)return -1;//不存在返回-1
         moveToHead(node);//移动到头节点，表示最近使用
         return node.value;
    }
    //添加到头节点
    void addToHead(LinkedNode node){
        node.pre=head;
        node.next=head.next;
        head.next.pre=node;
        head.next=node;
    }
    //移除节点
    void removeNode(LinkedNode node){
        node.pre.next=node.next;
        node.next.pre=node.pre;
    }
    //移动到头节点
    void moveToHead(LinkedNode node){
        removeNode(node);//先把该节点从链表移除
        addToHead(node);//添加到头节点
    }
    //移除使用次数最少
    LinkedNode removeTail(){
        LinkedNode node=tail.pre;
        removeNode(node);//移除尾节点前一个
        return node;
    }
    public void put(int key, int value) {
         LinkedNode node=cache.get(key);
         if(node==null){ 
            node=new LinkedNode(key,value);
            cache.put(key,node);
            addToHead(node);//直接添加到头节点
            size++;
            //判断容量溢出，溢出则删除最后一个
            if(size>capacity){
                LinkedNode p=removeTail();
                cache.remove(p.key);//同时删除哈希表中的记录
                size--;
            }
         }
         else{
             node.value=value;
             moveToHead(node);
         }
    }
 
}
 
/**
 * Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
 * LRUCache obj = new LRUCache(capacity);
 * int param_1 = obj.get(key);
 * obj.put(key,value);
 */