146. LRU 缓存

请你设计并实现一个满足  LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。

实现 LRUCache 类：

  • LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
  • int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回 -1 。
  • void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在，则变更其数据值 value ；如果不存在，则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ，则应该 逐出 最久未使用的关键字。

函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。

示例：

输入
["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
输出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]
解释
LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1);    // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废，缓存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2);    // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废，缓存是 {4=4, 3=3}
lRUCache.get(1);    // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3);    // 返回 3
lRUCache.get(4);    // 返回 4

提示：

  • 1 <= capacity <= 3000
  • 0 <= key <= 10000
  • 0 <= value <= 105
  • 最多调用 2 * 105 次 get 和 put

没啥说的，考记忆力，考原理

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type LRUCache struct {
	Size int
	Cap int
	Cache map[int]*Node
	head, tail *Node
}
  
type Node struct {
	k, v int
	pre, nxt *Node
}
  
func InitNode(k, v int) *Node {
	return &Node{
		k: k,
		v: v,
	}
}

  
func Constructor(capacity int) LRUCache {
	// 定义头尾 dummy 节点
	l := LRUCache{
		Cap: capacity,
		head: InitNode(0,0),
		tail: InitNode(0,0),
		Cache: map[int]*Node{},
	}
	l.head.nxt = l.tail
	l.tail.pre = l.head
	return l
}

  
func (this *LRUCache) Get(key int) int {
	if _, ok := this.Cache[key]; !ok {
		return -1
	}
	node := this.Cache[key]
	this.move2Head(node)
	return node.v
}

  
func (this *LRUCache) Put(key int, value int) {
	// 不存在就加入，加入后判断是否超量，超量队尾 pop
	if _, ok := this.Cache[key]; !ok {
		node := InitNode(key, value)
		this.Cache[key] = node
		this.add2Head(node)
		this.Size += 1
		if this.Size > this.Cap {
			removed := this.removeTail()
			delete(this.Cache, removed.k)
			this.Size -= 1
		}
	} else {
		node := this.Cache[key]
		// 更新 kv
		node.v = value
		this.move2Head(node)
	}
}
  
func (this *LRUCache) add2Head(node *Node) {
	// 头结点是入口节点，不算数
	node.pre = this.head
	node.nxt = this.head.nxt
	this.head.nxt.pre = node
	this.head.nxt = node
}
  
func (this *LRUCache) removeNode(node *Node) {
	node.pre.nxt = node.nxt
	node.nxt.pre = node.pre
}
  
func (this *LRUCache) move2Head(node *Node) {
	this.removeNode(node)
	this.add2Head(node)
}
  
func (this *LRUCache) removeTail() *Node {
	node := this.tail.pre
	this.removeNode(node)
	return node
}

  
/**
* Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
* obj := Constructor(capacity);
* param_1 := obj.Get(key);
* obj.Put(key,value);
*/