LeetCode 146: LRU 缓存机制

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LeetCode 146: LRU 缓存机制

题目描述

运用你所掌握的数据结构,设计和实现一个  LRU (最近最少使用) 缓存机制 。
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) 如果关键字已经存在,则变更其数据值;如果关键字不存在,则插入该组「关键字-值」。当缓存容量达到上限时,它应该在写入新数据之前删除最久未使用的数据值,从而为新的数据值留出空间。

进阶:你是否可以在 O(1) 时间复杂度内完成这两种操作?

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

解题思路

思路一: 利用Map

  1. 对于 get 操作,首先判断 key 是否存在
  • 如果 key 不存在,则返回 -1;

  • 如果 key 存在,则 key 对应的节点是最近被使用的节点。则先进行删除(delete(key))再添加(set(key, val)),最后返回该节点的值

  1. 对于 put 操作,首先判断 key 是否存在:
  • 如果 key 不存在,直接先添加(set(key, val))。然后判断缓存是否超过最大值,如果超出容量,则删除最后一个(delete(keys().next().value));

  • 如果 key 存在,则与 get 操作类似

实现代码如下:

/**
 * @param {number} capacity
 */
var LRUCache = function (capacity) {
  this.cache = new Map();
  this.capacity = capacity;
};

/** 
* @param {number} key
* @return {number}
*/
LRUCache.prototype.get = function (key) {
  if (this.cache.has(key)) {
    // 存在即更新(先删除再添加)
    let tmp = this.cache.get(key);
    this.cache.delete(key);
    this.cache.set(key, tmp);
    return tmp;
  }
  return -1;
};

/** 
* @param {number} key 
* @param {number} value
* @return {void}
*/
LRUCache.prototype.put = function (key, value) {
  if (this.cache.has(key)) {
    this.cache.delete(key);
  } else if (this.cache.size >= this.capacity) {
    // 缓存超过最大值,删除最近没有使用的
    this.cache.delete(this.cache.keys().next().value)
  }
  this.cache.set(key, value);
};

参考资料

146. LRU 缓存 - 力扣(LeetCode)