算法学习之——LRU最近最少使用

最新推荐文章于 2025-07-05 17:30:49 发布

原创

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#LRU #算法学习 #缓存清理

概念

LRU (Least Recently Used-最近最少使用) 是一种常见的缓存淘汰算法，其核心思想是：当缓存空间不足时，优先淘汰最久未被使用的数据。它基于"局部性原理"——最近被访问的数据未来更可能被再次访问。

核心特点

有序性：维护数据项的访问顺序
快速访问：需要快速查找、插入和删除
淘汰机制：缓存满时删除最久未使用的数据

时间复杂度要求

查找操作：O(1)
插入操作：O(1)
删除操作：O(1)

实现方案

使用 双向链表 + 哈希表 的组合：

双向链表：维护访问顺序（头节点存放最近访问，尾节点存放最久未访问）
哈希表：提供O(1)的键值查找能力

Java代码实现示例

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class LRUCache<K, V> {
    // 双向链表节点
    class Node {
        K key;
        V value;
        Node prev;
        Node next;
        
        Node() {}
        Node(K key, V value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }
    
    // 缓存容量
    private final int capacity;
    // 哈希表用于快速查找
    private final Map<K, Node> cache;
    // 链表头尾指针
    private final Node head, tail;
    // 当前缓存大小
    private int size;
    
    public LRUCache(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
        this.size = 0;
        cache = new HashMap<>();
        
        // 创建虚拟头尾节点（哨兵节点）
        head = new Node();
        tail = new Node();
        head.next = tail;