题目：LRU缓存

掌握程度：★ ★ ★

思路：

可使用双向链表来存储数据，因为双向链表在头和尾插入都是O(1).

双向链表在头尾的时间复杂度是O(1),但是查找的时间复杂度是O(n),不满足题目要求。

所以还需要一个查找为O(1)的数据结构，unordered_map。

双向链表的头部存储最近的数据，尾部存储最旧的数据。

题解

//双向链表的node
struct DLinkedNode {
    int key;
    int value;
    DLinkedNode *next;
    DLinkedNode *pre;
    DLinkedNode() : key(0), value(0), next(nullptr), pre(nullptr) {}
    DLinkedNode(int key, int value) : key(key), value(value), next(nullptr), pre(nullptr){};
};


class LRUCache {

private:
    unordered_map<int, DLinkedNode *> keyMap;
    int size;
    int capacity;
    DLinkedNode *head;
    DLinkedNode *tail;

public:
    LRUCache(int capacity) : size(0), capacity(capacity) {
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();
        head->next = tail;
        tail->pre = head;
    }

    int get(int key) {
        if (keyMap.count(key) != 1) {
            return -1;
        }
        DLinkedNode *node = keyMap[key];
		//每次get完后，当前元素就需要挪到头部。
        moveToHead(node);
        return node->value;
    }

    void put(int key, int value) {
        if (!keyMap.count(key)){
            auto * node = new DLinkedNode(key,value);
            addToHead(node);
            keyMap[key] = node;
            size++;

            if (size > capacity){
                auto *removed = removeTail();
                keyMap.erase(removed->key);
                delete removed;
                size--;
            }
        }else
        {
            keyMap[key]->value = value;
            moveToHead(keyMap[key]);
        }
    }

    void removeNode(DLinkedNode *node) {
        node->pre->next = node->next;
        node->next->pre = node->pre;
    }
    DLinkedNode * removeTail() {
        DLinkedNode *tmpTail = tail->pre;
        removeNode(tmpTail);
        return tmpTail;
    }
    //移动到头部。
    void moveToHead(DLinkedNode *node) {
        removeNode(node);
        node->pre = head;
        node->next = head->next;
        head->next->pre = node;
        head->next = node;
    }
    DLinkedNode *addToHead(DLinkedNode * node) {
        node->pre = head;
        node->next = head->next;
        head->next->pre = node;
        head->next = node;
        return node;
    }
};