【哈希】day25_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

题解：

思路：哈希表 + 队列

1.队列头部维护最新使用关键字

时间复杂度：O(n)

空间复杂度：O(n)

class LRUCache {

    private Map<Integer,int[]> map;
    private ArrayDeque<int[]> queue;

    private int capacity;
    private int score;

    public LRUCache(int capacity) {
        this.map = new HashMap<>((int) (capacity / 0.75 + 1));
        this.capacity = capacity;
        this.queue = new ArrayDeque<>();
    }
    
    public int get(int key) {
        if (!map.containsKey(key)) {
            return -1;
        }
        int[] point = map.get(key);
        int val = point[1];
        point[0] = score;
        // 加入队列中
        queue.push(new int[]{score, key});
        score += 1;
        return val;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        if (map.containsKey(key)) {
            int[] point = map.get(key);
            point[1] = value;
            point[0] = score;
            queue.addFirst(new int[]{score, key});
            score += 1;
        } else {
            if (capacity == 0) {
                while (!map.isEmpty()) {
                    int[] point = queue.removeLast();
                    int[] mapPoint = map.get(point[1]);
                    if (point[0] == mapPoint[0]) {
                        map.remove(point[1]);
                        capacity += 1;
                        break;
                    }
                }
            }
            map.put(key, new int[]{score, value});
            queue.addFirst(new int[]{score, key});
            capacity -= 1;
            score += 1;
        }
    }
}

/**
 * Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
 * LRUCache obj = new LRUCache(capacity);
 * int param_1 = obj.get(key);
 * obj.put(key,value);
 */