題目描述
請你設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)滿足 LRU (最近最少使用) 緩存 約束的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn) LRUCache 類：
LRUCache(int capacity) 以 正整數(shù) 作為容量 capacity 初始化 LRU 緩存
int get(int key) 如果關(guān)鍵字 key 存在于緩存中，則返回關(guān)鍵字的值，否則返回 -1 。
void put(int key, int value) 如果關(guān)鍵字 key 已經(jīng)存在，則變更其數(shù)據(jù)值 value ；如果不存在，則向緩存中插入該組 key-value 。如果插入操作導(dǎo)致關(guān)鍵字?jǐn)?shù)量超過 capacity ，則應(yīng)該 逐出 最久未使用的關(guān)鍵字。
函數(shù) get 和 put 必須以 O(1) 的平均時(shí)間復(fù)雜度運(yùn)行。

示例
示例：
輸入
[“LRUCache”, “put”, “put”, “get”, “put”, “get”, “put”, “get”, “get”, “get”]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
輸出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]

解釋
LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 緩存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 緩存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1); // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 該操作會使得關(guān)鍵字 2 作廢，緩存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 該操作會使得關(guān)鍵字 1 作廢，緩存是 {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

解題思想
1、使用雙向鏈表
2、使用HashMap
將最近使用的放到鏈表頭部，如果超過容量就將最尾部的刪除掉。

代碼

class LRUCache {
public://定義雙向鏈表struct Node {int key, val;Node* next, * prev;Node(): key(0), val(0), prev(nullptr), next(nullptr){};Node(int _key,int _val):key(_key),val(_val), prev(nullptr), next(nullptr) {};};//鏈表的首尾節(jié)點(diǎn)Node* head, *tail;//key和結(jié)點(diǎn)的映射關(guān)系unordered_map<int, Node*> umap;int capacity,size; //容量大小和已經(jīng)使用的大小LRUCache(int capacity) {//初始化this->capacity = capacity;this->size = 0;head = new Node();tail = new Node();head->next = tail;tail->prev = head;}int get(int key) {//如果不存在返回-1if (!umap.count(key))return -1;Node* node = umap[key];removeNode(node);addNodeToHead(node);return node->val;}void put(int key, int value) {//如果鏈表中key存在,就修改value的值,然后再插入到表頭if (umap.count(key)) {Node* node = umap[key];node->val = value;removeNode(node);addNodeToHead(node);}//如果不存在else {//如果容量不夠,就先刪除最久未使用的，然后再創(chuàng)建一個(gè)新的結(jié)點(diǎn)if (capacity == size) {Node* removed = tail->prev;//從哈希表中刪除最久未訪問的umap.erase(removed->key);//從鏈表中也刪除removeNode(removed);size--;}//新創(chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)Node* node = new Node(key, value);addNodeToHead(node);umap[key] = node;size++;}}//刪除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)void removeNode(Node* node) {node->prev->next = node->next;node->next->prev = node->prev;}//添加到表頭void  addNodeToHead(Node* node) {node->prev = head;node->next = head->next;head->next->prev = node;head->next = node;}
};