146_LRU缓存

难度：中等

题目

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

示例一：

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

用一个 LinkedHashMap 存储数据

执行 get 方法时，先检查是否在 keySet 中，存在则获取值，然后先 remove 再 put，保证查询后的数据在末尾，再返回值。

执行 put 方法时， 先检查是否在 keySet 中，如果存在，就先移除，如果不存在，就检查 map 的 size 和 capacity 是否相同，如果相同，则遍历 map，将第一个删除。最后再调用 map.put(key, value) 方法将数据添加到末尾。

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class LRUCache {
    private int cap;
    private Map<Integer, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
    public LRUCache(int capacity){
        this.cap = capacity;
    }
    
    public int get(int key){
        if (map.keySet().contains(key)){
            int value = map.get(key);
            map.remove(key);
            // 保证每次查询后都在末尾
            map.put(key,value);
            return value;
        }
        return -1;
    }
    
    public void put(int key, int value){
        if (map.keySet().contains(key)){
            map.remove(key);
        }else if (map.size()==cap){
            Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> iterator = map.entrySet().iterator();
            // 移除首个
            iterator.next();
            iterator.remove();
        }
        map.put(key, value);
    }
}

/**
 * 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);
 */