【学习笔记】操作系统LRU算法实现

最新推荐文章于 2021-12-18 17:59:00 发布

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这篇学习笔记详细介绍了LRU（Least Recently Used）最少最近未使用算法的工作原理，特别是在操作系统中的应用。LRU算法在缓存已满时会淘汰最久未使用的数据。文中提出使用一个映射和双向链表来维护缓存状态，当新数据加入或已有数据被访问时，会更新链表头部。重点讲述了LRU的两个核心操作：Put（插入数据）和Get（获取数据）。Put操作涉及数据存在时的链表移动，以及在缓存满时的数据替换。Get操作则根据key在映射中查找并更新链表头部。此外，还分享了完整的LRU算法实现，包括key为double，value为string的情况。

LRU最少最近未使用算法，程序在在固定大小的cache中运行，当程序有新的数据要写入cache但cache已满，则会将cache中最久没有使用的单元释放出来，供程序使用。比较好的实现方法是用一个map映射来记录当前数据是否在缓存中，用一个双向链表来记录cache中数据的使用次序。我的代码规定靠近头的是最近使用的。

所以LRU算法的一个主要功能就是Put。向缓冲中放数据。

当数据存在于缓存中时：将链表中的数据移到链表头(一个删除，一个插入操作)

当数据不存与缓存中时：当缓存已满时，删除链表最后一个节点，表头插入一个节点，同时map记录value地址

当不满时，直接表头插入一个节点，同时用map记录value地址。

由于value的多样性，这里有一个key到value的映射，查询过程查询key，通过key找到value的值。因为一般的LRU算法用的事hash_map，所以需要将value散列成一个数值。

代码实现如下：

void Put(double key, string value){
        map<double, list<node>::iterator>::iterator it = mp.find(key);
        
        if (it != mp.end()) {
            lst.erase(it->second);
        }//找到了
        else{
            if (lst.size() == capacity){
                mp.erase(lst.back().key);

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