2025年- H42-Lc150 --146. LRU缓存(哈希表，双链表）需二刷--Java版

1.题目描述

2.思路

LRU(最近最少使用）：如果缓存的容量为2，刚开始的两个元素都入栈。之后该2元素中有其中一个元素（重点元素）被访问。把最近访问过的重点元素保留，另一个边缘元素就得离开缓存了。

下面是leetcode思路：

总结：
（1）创建一个哈希表和双向链表。链表头部是最近刚使用过的元素，尾部是最近不经常使用的元素。
（2）put（），首先如果新加入的元素在哈希表中不存在，则直接创建新节点加入到map中。如果双向链表的节点数超过链表容量，则剔除尾部节点（包括它的值）。如果新加入的元素存在（key存在），我们通过get进行定位，把节点值进行更新，移动到头部（说明是最近刚被访问的）
（3）get（），如果get（key）不存在直接返回-1，如果key存在，说明key节点是最近被使用的节点。通过哈希表定位到双向链表的位置，并将其移动到双向链表的头部，返回该节点的值。

3.代码实现

class LRUCache {

    class doubleLinkedNode{
        int key;
        int value;
        doubleLinkedNode prev;
        doubleLinkedNode next;

        public doubleLinkedNode() {
        }

        public doubleLinkedNode(int key, int value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }
    private Map<Integer,doubleLinkedNode> cache=new HashMap<Integer,doubleLinkedNode>();
    private int size;
    private int capacity;
    private doubleLinkedNode head;
    private doubleLinkedNode tail;

    public LRUCache(int capacity) {
        this.size=0;
        this.capacity=capacity;

        //使用伪头部和伪尾部节点
        head=new doubleLinkedNode();
        tail=new doubleLinkedNode();
        head.next=tail;
        tail.prev=head;

    }

    public int get(int key) {
        doubleLinkedNode node=cache.get(key);
        if(node==null)
        {
            return -1;
        }
        //如果key存在，通过哈希表定位，再移动到头部
        moveToHead(node);
        return node.value;

    }

    public void put(int key, int value) {
        doubleLinkedNode node=cache.get(key);
        if(node==null)
        {
            //2.如果key不存在，则创建一个新的节点
            doubleLinkedNode newNode=new doubleLinkedNode(key,value);
            //添加到哈希表
            cache.put(key,newNode);

            //添加到双向链表的头部
            addToHead(newNode);

            size++;
           // 如果添加的数量超出容量
            if(size>capacity)
            {
                //超出容量，说明要删除双向链表的尾部节点
                doubleLinkedNode tail=removeTail();
                //删除哈希表中对应的项，删尾部节点对应的key值
                cache.remove(tail.key);
                size--;
            }
        }
        else{
            //如果key存在，先通过哈希表定位，再修改value，并移动到头部
            node.value=value;
            moveToHead(node);
        }

    }
    private void addToHead(doubleLinkedNode node)
    {
        node.prev=head;
        node.next=head.next;
        head.next.prev=node;
        head.next=node;

    }
    private void removeNode(doubleLinkedNode node)
    {
        node.prev.next=node.next;
        node.next.prev=node.prev;
    }

    private void moveToHead(doubleLinkedNode node)
    {
        removeNode(node);
        addToHead(node);
    }
    private doubleLinkedNode removeTail()
    {
        doubleLinkedNode res=tail.prev;
        removeNode(res);
        return res;
    }
}

/**
 * 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);
 */