手写一个LRU算法

最新推荐文章于 2022-12-09 13:54:20 发布

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暴风少年

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分类专栏：算法 java 操作系统文章标签：算法

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/silent_gods/article/details/97287536

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本文介绍了LRU（Least Recently Used）算法的基本原理，即淘汰最近最久未使用的数据以保持缓存命中率。通过使用双向链表结合HashMap，实现了高效查找和删除操作，确保了O(1)的时间复杂度。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

LRU（Least Recently Used）算法简介

最近最久未使用策略，优先淘汰最久未使用的数据，也就是上次被访问时间距离现在最久的数据，这个算法可以保证内存（缓存）中的数据都是热点数据，从而保证了（内存页面）缓存命中率。

算法实现

思想：
根据LRU的算法思想，我们可以使用双向链表作为缓存来存储我们的数据，每当有访问某个数据时，便可以把这个节点从原来的位置删除，并插入到链表头部，这样能够保证链表尾部存储的是最近最久未使用的节点。当节点数超过缓存容量，那就删除尾部的节点。
问题：这样的话时间复杂度会很高，因为我们知道找到链表中某个节点只能有序遍历。这样的话时间复杂度是O(n),这事不能接受的，所以我们可以想办法，比如说使用HashMap来存储所有的节点。这样的话，查找的时候，只需要O(1)时间就可以得到目标节点。然后又因为我们使用的是双向链表，所以可以很方便的删除目标节点，并把左右两边连接起来。

代码：

测试类：

public class LRUTest {
    public static void main(String[] args) {
        LUR<Integer,Integer> lur = new LUR<>(4);
        for (int i =0;i<10;i++){
            lur.put(i,i);
        }
    }
}

实现：