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 <= 10^5
- 最多调用 2 * 10^5 次 get 和 put
解题：
type CacheValue struct {
Value int
T int64
}
type LRUCache struct {
Cache map[int]CacheValue
L int
}
func Constructor(capacity int) LRUCache {
return LRUCache{
Cache: make(map[int]CacheValue),
L: capacity,
}
}
func (this *LRUCache) Get(key int) int {
if v, ok := this.Cache[key]; ok {
v.T = time.Now().UnixNano()
this.Cache[key] = v
return v.Value
}
return -1
}
func (this *LRUCache) Put(key int, value int) {
if _, ok := this.Cache[key]; !ok {
if len(this.Cache) == this.L {
kk, tmp := 0, int64(math.MaxInt64)
for k, v := range this.Cache {
if v.T < tmp {
tmp = v.T
kk = k
}
}
delete(this.Cache, kk)
}
}
this.Cache[key] = CacheValue{Value: value, T: time.Now().UnixNano()}
}代码超时了。。。
官方解答：
1.哈希表 + 双向链表
type DLinkedNode struct {
key, value int
prev, next *DLinkedNode
}
type LRUCache struct {
size int
capacity int
cache map[int]*DLinkedNode
head, tail *DLinkedNode
}
func (this *LRUCache) addToHead(node *DLinkedNode) {
node.prev = this.head
node.next = this.head.next
this.head.next.prev = node
this.head.next = node
}
func (this *LRUCache) removeNode(node *DLinkedNode) {
node.prev.next = node.next
node.next.prev = node.prev
}
func (this *LRUCache) moveToHead(node *DLinkedNode) {
this.removeNode(node)
this.addToHead(node)
}
func (this *LRUCache) removeTail() *DLinkedNode {
node := this.tail.prev
this.removeNode(node)
return node
}
func initDLinkedNode(key, value int) *DLinkedNode {
return &DLinkedNode{
key: key,
value: value,
}
}
func Constructor(capacity int) LRUCache {
l := LRUCache{
cache: map[int]*DLinkedNode{},
head: initDLinkedNode(0, 0),
tail: initDLinkedNode(0, 0),
capacity: capacity,
}
l.head.next = l.tail
l.tail.prev = l.head
return l
}
func (this *LRUCache) Get(key int) int {
if _, ok := this.cache[key]; !ok {
return -1
}
node := this.cache[key]
this.moveToHead(node)
return node.value
}
func (this *LRUCache) Put(key int, value int) {
if _, ok := this.cache[key]; !ok {
node := initDLinkedNode(key, value)
this.cache[key] = node
this.addToHead(node)
this.size++
if this.size > this.capacity {
removed := this.removeTail()
delete(this.cache, removed.key)
this.size--
}
} else {
node := this.cache[key]
node.value = value
this.moveToHead(node)
}
}