题目地址：https://leetcode-cn.com/probl… 题目描述：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 / 缓存容量 /);
cache.put(1, 1);cache.put(2, 2);cache.get(1); // 返回 1cache.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 3cache.get(4); // 返回 4
解答：这一题就是实现一个最近最少使用的缓存。我们根据操作系统的定义可以想出一个比较朴素的方法：利用队列 (基于链表的队列), 每放入一个数据就入队列(尾部插入)，而淘汰一个数据就出队列(从头部淘汰)。而更新一个数据就把这个数据先删除，然后再入队列。这样就能够保证最近最少使用。这种做法，如果永远不更新数据，每次插入的数据都一定是不在队列里的，那么能够保证 put() 是 O(1)。但是无法保证 get()是 O(1)，也无法保证更新数据时是 O(1)，因为这两个操作必然要遍历队列。
如何保证 get()是 O(1)复杂度呢？利用 HashSet，可以用常数时间查询是否有这个元素？而如何使得更新也是 O(1)呢？如果我们的链表是双向链表，并且维护表头，表尾，再利用一个 HashMap 定位到这个链表节点(key 是这个节点的 key，value 是这个节点的引用)，就可以使得更新也是 O(1)。不过这里可以把 HashSet 和 HashMap 合起来用，只用 HashMap 即可。因为可以通过 HashMap.get(key) == null? 来判断是否有这个节点。
java ac 代码：
class LRUCache {
// 使用 HashMap+ 双向链表才能达到 O(1)
HashMap<Integer,Node>map;
int capacity;
int size;
Node head,tail;
public LRUCache(int capacity) {
this.capacity = capacity;
map = new HashMap(capacity*2);
head = new Node(0,0);
tail = new Node(0,0);
head.next = tail;
tail.pre = head;
}
public int get(int key) {
Node node = map.get(key);
if(node != null)
{
if(node.next != tail)
{
node.pre.next = node.next;
node.next.pre = node.pre;
node.next = tail;
node.pre = tail.pre;
tail.pre.next = node;
tail.pre = node;
}
return node.value;
}
return -1;
}
public void put(int key, int value) {
if(get(key) != -1)
{
tail.pre.value = value;
return;
}
if(size < capacity)
size++;
else
{
Node node = head.next;
map.remove(node.key);
head.next = node.next;
node.next.pre = head;
}
Node node = new Node(key,value);
map.put(key,node);
node.next = tail;
node.pre = tail.pre;
tail.pre.next = node;
tail.pre = node;
}
class Node
{
int key,value;
Node pre,next;
public Node(int key,int value)
{
this.key = key;
this.value = 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);
*/