【LeetCode】LRU缓存

LRU缓存

题目链接：https://leetcode-cn.com/problems/lru-cache/

双向链表+map

map用来确定链表中是否存在此key的节点

双向链表用来实际存储

每次get，都把get的节点放到链表头部

每次put，两种情况

• key存在，更新value，此节点移到头部
• key不存在，构建新节点，加入头部，此时需要判断新加入节点后是否需要淘汰一个节点，如果需要淘汰，按照lru原则，淘汰最近最久没有使用的尾部节点

性能分析：

时间复杂度：get和put都是O(1)

空间复杂度：O(capacity),capacity是容量

type LinkNode struct {
	key,value int
	pre,next *LinkNode
}

type LRUCache struct {
	size int
	capacity int
	cache map[int]*LinkNode
	head,tail *LinkNode
}

func initLinkNode(key,value int) *LinkNode{
	return &LinkNode{
		key:   key,
		value: value,
	}
}

func Constructor(capacity int)LRUCache{
	lruc:=LRUCache{
		capacity: capacity,
		cache:    make(map[int]*LinkNode),
		head:     initLinkNode(0,0), // 虚拟头节点
		tail:     initLinkNode(0,0), // 虚拟尾节点
	}
	// 串联虚拟头尾节点
	lruc.head.next=lruc.tail
	lruc.head.pre=lruc.head
	return lruc
}

// 在头部添加节点
func (this *LRUCache) addToHead(node *LinkNode){
	node.next=this.head.next
	node.pre=this.head
	this.head.next.pre=node
	this.head.next=node
}
// 移动节点到头部
func (this *LRUCache) movetoHead(node *LinkNode){
	// 先删除节点，然后将节点添加在头部
	this.removeNode(node)
	this.addToHead(node)
}
// 删除节点
func (this *LRUCache) removeNode(node *LinkNode){
	node.pre.next=node.next
	node.next.pre=node.pre
}
// 删除尾部节点(非虚拟节点) 返回被删掉的节点
func (this *LRUCache) removeTail() *LinkNode{
	node:=this.tail.pre
	this.removeNode(node)
	return node
}
func (this *LRUCache) Get(key int) int{
	if _,ok:=this.cache[key];!ok{
		return -1
	}
	node:=this.cache[key]

	// 每次get 都将其提到头部
	this.movetoHead(node)

	return node.value
}

func (this *LRUCache) Put(key,value int) {

	if _,ok:=this.cache[key];!ok{
		// key不存在 直接加入到头部 并更新map信息和size信息
		node:=initLinkNode(key,value)

		this.addToHead(node)
		this.cache[key]=node
		this.size++

		// 满了，需要驱逐一个元素，选择驱逐尾部元素，同步更新map和size信息
		if this.size>this.capacity{
			remove:=this.removeTail()
			delete(this.cache,remove.key)
			this.size--
		}
	}else {
		// key存在 更新value值并提到头部
		node:=this.cache[key]
		node.value=value
		this.movetoHead(node)
	}
}