LRU缓存

LRU缓存可以通过哈希表辅以双向链表实现：

        双向链表按照被使用的顺序存储缓存中的键值对，靠近头部是最近使用的，靠近尾部是最久使用的；

        哈希表通过缓存数据的键映射到其在双向链表中的位置。

        【即：首先使用哈希表定位，找出缓存项在双向链表中的位置；然后将其移动到双向链表的头部】

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具体实现

        1、get函数

                如果key不存在，返回-1；

                如果key存在，将其移动到双向链表的头部，返回该节点的值。

        2、put函数

                如果key不存在，使用key和value创建新节点，然后将该节点添加到双向链表头部，并将key和该节点添加到哈希表；其次判断双向链表中节点数是否超出容量，如果超出则删除尾部节点，并删除哈希表中对应的项；

                如果key存在，类似get，通过哈希表定位，修改对应的节点值为value，并移动到双向链表的头部。

        Note：双向链表中使用一个伪头部和伪尾部标记界限，在添加和删除节点时就不需要判断相邻节点是否存在。

struct DLinkedNode {
    int key, value;
    DLinkedNode* prev;
    DLinkedNode* next;
    DLinkedNode(): key(0), value(0), prev(nullptr), next(nullptr) {}
    DLinkedNode(int _key, int _value): key(_key), value(_value), prev(nullptr), next(nullptr) {}
};
 
class LRUCache {
private:
    unordered_map<int, DLinkedNode*> cache;
    DLinkedNode* head;
    DLinkedNode* tail;
    int size;
    int capacity;
 
public:
    LRUCache(int _capacity): capacity(_capacity), size(0) {
        //伪头节点和伪尾节点
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();
        head->next = tail;
        tail->prev = head;
    }
    
    int get(int key) {
        if(!cache.count(key)) {
            return -1;
        }
        //存在，先定位后移动
        DLinkedNode* node = cache[key];
        moveToHead(node);
        return node->value;
    }
    
    void put(int key, int value) {
        if(!cache.count(key)) {
            DLinkedNode* node = new DLinkedNode(key, value);
            cache[key] = node;
            addToHead(node);
            ++size;
            if(size > capacity) {
                DLinkedNode* removed = removeTail();
                cache.erase(removed->key);
                //防止内存泄露
                delete removed;
                --size;
            }
        }
        else {
            DLinkedNode* node = cache[key];
            node->value = value;
            moveToHead(node);
        }
    }
 
    void addToHead(DLinkedNode* node) {
        node->prev = head;
        node->next = head->next;
        head->next->prev = node;
        head->next = node;
    }
 
    void removeNode(DLinkedNode* node) {
        node->prev->next = node->next;
        node->next->prev = node->prev;
    }
 
    void moveToHead(DLinkedNode* node) {
        removeNode(node);
        addToHead(node);
    }
 
    DLinkedNode* removeTail() {
        DLinkedNode* node = tail->prev;
        removeNode(node);
        return node;
    }
};
 
/**
 * 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);
 */