LeetCode第146题--LRU缓存机制

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。它应该支持以下操作： 获取数据 get 和 写入数据 put 。

获取数据 get(key) - 如果密钥 (key) 存在于缓存中，则获取密钥的值（总是正数），否则返回 -1。

写入数据 put(key, value) - 如果密钥不存在，则写入其数据值。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前删除最近最少使用的数据值，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:

LRUCache cache = new LRUCache( 2 );

cache.put(1, 1);

cache.put(2, 2);

cache.get(1); // 返回 1

cache.put(3, 3); // 该操作会使得密钥 2 作废

cache.get(2); // 返回 -1 (未找到)

cache.put(4, 4); // 该操作会使得密钥 1 作废

cache.get(1); // 返回 -1 (未找到)

cache.get(3); // 返回 3

cache.get(4); // 返回 4

/* 缓存节点数据格式如下，采用双向链表的方式*/
struct CacheNode{
    int key;
    int val;
    CacheNode *pre, *next;
    CacheNode(int _key, int _val):key(_key),val(_val),pre(NULL),next(NULL){}
};

class LRUCache {
public:
    LRUCache(int capacity) {
        size = capacity;
        head = NULL;
        tail = NULL;
    }
    
    /* get操作分两步，1、节点从当前位置移除，2、插入到头结点位置 */
    int get(int key) {
        if(mapRepo.find(key) != mapRepo.end())
        {
            remove(mapRepo[key]);
            setHead(mapRepo[key]);
            return head->val;
        }
        return -1;
    }
    /* 先查找链表中是否存在同一key值节点，若存在，更新节点，不存在，则判断容量是否溢出，若容量达到上限，需要删除尾节点，最后将新节点插入到头结点中 */
    void put(int key, int value) {
        auto it = mapRepo.find(key);
        if(it != mapRepo.end())
        {
            CacheNode *pNode = it->second;
            pNode->val = value;
            remove(it->second);
            setHead(pNode);
        }
        else
        {
            if(mapRepo.size() >= size)
            {
                it = mapRepo.find(tail->key);
                remove(tail);
                mapRepo.erase(it);
            }
            CacheNode *pNode = new CacheNode (key, value);
            setHead(pNode);
            mapRepo[key] = pNode;
        }
    }
    /* 从双向链表中移除元素，注意此处并没有delete */
    void remove(CacheNode *node)
    {
        if(node->pre == NULL)
        {
            head = node->next;
        }
        else
        {
            node->pre->next = node->next;
        }
        if(node->next == NULL)
        {
            tail = node->pre;
        }
        else
        {
            node->next->pre = node->pre;
        }
    }
    
    /* 将当前节点插入到链表头结点的位置 */
    void setHead(CacheNode *node)
    {
        node->pre = NULL;
        node->next = head;
        if(NULL == head)
        {
            head = node;
            tail = node;
        }
        else
        {
            head->pre = node;
            head = node;
        }    
    }
    
private:
    int size;													//存储容量大小
    map<int, CacheNode*> mapRepo;			//使用map存储key，value，这样查找的时间复杂度是O(logn)
    CacheNode *head, *tail;							//链表首尾指针
};

/**
 * 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);
 */
           

原文参考如下：http://www.cnblogs.com/cpselvis/p/6272096.html