设计LRU缓存结构

设计LRU(最近最少使用)缓存结构，该结构在构造时确定大小，假设大小为 k ，并有如下两个功能

1. set(key, value)：将记录(key, value)插入该结构

2. get(key)：返回key对应的value值

提示:

1.某个key的set或get操作一旦发生，认为这个key的记录成了最常使用的，然后都会刷新缓存。

2.当缓存的大小超过k时，移除最不经常使用的记录。

3.输入一个二维数组与k，二维数组每一维有2个或者3个数字，第1个数字为opt，第2，3个数字为key，value

若opt=1，接下来两个整数key, value，表示set(key, value)
若opt=2，接下来一个整数key，表示get(key)，若key未出现过或已被移除，则返回-1
对于每个opt=2，输出一个答案

4.为了方便区分缓存里key与value，下面说明的缓存里key用""号包裹

要求：set和get操作复杂度均为 O(1)O(1)

示例1

输入：

[[1,1,1],[1,2,2],[1,3,2],[2,1],[1,4,4],[2,2]],3
输出：
[1,-1]

说明：

[1,1,1]，第一个1表示opt=1，要set(1,1)，即将(1,1)插入缓存，缓存是{"1"=1}
[1,2,2]，第一个1表示opt=1，要set(2,2)，即将(2,2)插入缓存，缓存是{"1"=1,"2"=2}
[1,3,2]，第一个1表示opt=1，要set(3,2)，即将(3,2)插入缓存，缓存是{"1"=1,"2"=2,"3"=2}
[2,1]，第一个2表示opt=2，要get(1)，返回是[1]，因为get(1)操作，缓存更新，缓存是{"2"=2,"3"=2,"1"=1}
[1,4,4]，第一个1表示opt=1，要set(4,4)，即将(4,4)插入缓存，但是缓存已经达到最大容量3，移除最不经常使用的{"2"=2}，插入{"4"=4}，缓存是{"3"=2,"1"=1,"4"=4}
[2,2]，第一个2表示opt=2，要get(2)，查找不到，返回是[1,-1]     

示例2

输入：

[[1,1,1],[1,2,2],[2,1],[1,3,3],[2,2],[1,4,4],[2,1],[2,3],[2,4]],2
返回值：
[1,-1,-1,3,4]

思路：

1.要存储<key,value>数据类型，肯定是要用Map集合。这里使用的是LinkedHashMap,原因是要保持set()操作的顺序。

2.要有一个记录东西记录那个元素是“最近最久”没有被访问的，因为在缓存达到k时，要进行删除最久没有被使用的，而LinkedHashMap的底层实现是hashMap+双向链表，他的迭代顺序和插入顺序相同，所以链表表头位置永远是最久没有被访问的元素，如果缓存达到k的大小，只要删除表头元素即可。

3.set操作时要考虑缓存大小是否达到K,当达到K时先进行删除表头元素在进行插入元素。还有一种特殊的情况，如果当前插入的Key在集合中已经存在，应该先删除这个key,然后在插入key ，这样操作的原因是为了保证插入的顺序。

4.get操作比较简单，如果访问的key存在，就把他的Value 放到数组里，同时要删除key,重新插入，保证使用状态更新。如果不存在就返还-1。

import java.util.*;


public class Solution {
    /**
     * lru design
     * @param operators int整型二维数组 the ops
     * @param k int整型 the k
     * @return int整型一维数组
     */
    public int[] LRU (int[][] operators, int k) {
        // write code here
        LinkedHashMap lru = new LinkedHashMap<Integer,Integer>();
        ArrayList<Integer> arr = new ArrayList();
        for(int i = 0; i < operators.length; i++  ){
            
            switch(operators[i][0]){
                case 1:
                    if(lru.size()<k){ 
                        if(lru.containsKey(operators[i][1])){
                            lru.remove(operators[i][1]);
                            lru.put(operators[i][1],operators[i][2]);
                        }else{
                            lru.put(operators[i][1],operators[i][2]);
                        }
                            
                    }else{
                        if(lru.containsKey(operators[i][1])){
                             lru.remove(operators[i][1]);
                            lru.put(operators[i][1],operators[i][2]);
                        }else{
                              Iterator it =  lru.keySet().iterator();
                               if(it.hasNext()){
                             lru.remove(it.next());   
                             }
                             lru.put(operators[i][1],operators[i][2]);
                        }
                      
                    }
                    break;
                   
                case 2:   
                    if(lru.containsKey(operators[i][1])){
                        int value = (int)lru.get(operators[i][1]);
                        arr.add(value);
                        lru.remove(operators[i][1]);
                        lru.put(operators[i][1],value);
                    }else{
                        arr.add(-1);
                    }
                    break;
                default:
            }
        }
        int [] ret = new int[arr.size()];
        for(int j = 0 ; j < arr.size(); j++){
            ret[j] = arr.get(j);
        }
        return ret;
    }
    
}