LRU算法C++实现

使用 unordered_map 和 双向链表简单实现的LRU算法,C++实现:第一种是普通写法,第二种是模板类写法。

#include <iostream>
#include <unordered_map>

using namespace std;

struct CacheNode {
	int key;
	int value;
	CacheNode *pre, *next;
	CacheNode(int k, int v) : key(k), value(v), pre(nullptr), next(nullptr) {}
};

class LRUCache {
private:
	int size;
	CacheNode *head, *tail;
	unordered_map<int, CacheNode*> mp;

public:
	LRUCache(int capacity): size(capacity), head(nullptr), tail(nullptr) {}

	void remove(CacheNode *node) {
		if (nullptr != node->pre) {
			node->pre->next = node->next;
		}
		else {
			head = node->next;
		}
		if (nullptr != node->next) {
			node->next->pre = node->pre;
		}
		else {
			tail = node->pre;
		}
	}

	void setHead(CacheNode *node) {
		node->next = head;
		node->pre = nullptr;
		if (nullptr != head) {
			head->pre = node;
		}
		head = n
LRU算法(最近最少使用算法)是一种用于缓存淘汰的算法。其原理是根据数据的访问时间来确定是否将其从缓存中删除。当缓存达到最大容量时,如果要插入新数据,则需要将最近最少使用的数据删除,以腾出空间。 以下是C++实现LRU算法的基本思路: 1. 使用一个双向链表来维护缓存的数据。 2. 使用一个哈希表来快速查找数据是否在缓存中。 3. 当一个数据被访问时,将其移动到链表头部。 4. 当需要插入新数据时,先检查缓存是否已满,如果已满,则删除链表尾部的数据,并将新数据插入到链表头部。 5. 当需要删除数据时,直接从链表中删除即可。 以下是C++代码示例: ``` #include <iostream> #include <unordered_map> using namespace std; class LRUCache { private: struct Node { int key; int value; Node* prev; Node* next; Node(int k, int v) : key(k), value(v), prev(nullptr), next(nullptr) {} }; int capacity; unordered_map<int, Node*> map; Node* head; Node* tail; void addToHead(Node* node) { node->prev = nullptr; node->next = head; if (head) { head->prev = node; } else { tail = node; } head = node; } void removeNode(Node* node) { if (node == head) { head = node->next; } else if (node == tail) { tail = node->prev; } else { node->prev->next = node->next; node->next->prev = node->prev; } } public: LRUCache(int cap) : capacity(cap), head(nullptr), tail(nullptr) {} int get(int key) { if (map.find(key) != map.end()) { Node* node = map[key]; removeNode(node); addToHead(node); return node->value; } else { return -1; } } void put(int key, int value) { if (map.find(key) != map.end()) { Node* node = map[key]; node->value = value; removeNode(node); addToHead(node); } else { Node* newNode = new Node(key, value); if (map.size() == capacity) { map.erase(tail->key); removeNode(tail); delete tail; } map[key] = newNode; addToHead(newNode); } } }; int main() { LRUCache cache(2); cache.put(1, 1); cache.put(2, 2); cout << cache.get(1) << endl; // 输出 1 cache.put(3, 3); // 删除 key 2 cout << cache.get(2) << endl; // 输出 -1 cache.put(4, 4); // 删除 key 1 cout << cache.get(1) << endl; // 输出 -1 cout << cache.get(3) << endl; // 输出 3 cout << cache.get(4) << endl; // 输出 4 return 0; } ```
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