描述
设计LRU(最近最少使用)缓存结构，该结构在构造时确定大小，假设大小为K，并有如下两个功能
- set(key, value)：将记录(key, value)插入该结构
- get(key)：返回key对应的value值
提示:
1.某个key的set或get操作一旦发生，认为这个key的记录成了最常使用的，然后都会刷新缓存。
2.当缓存的大小超过K时，移除最不经常使用的记录。
3.输入一个二维数组与K，二维数组每一维有2个或者3个数字，第1个数字为opt，第2，3个数字为key，value
若opt=1，接下来两个整数key, value，表示set(key, value)
若opt=2，接下来一个整数key，表示get(key)，若key未出现过或已被移除，则返回-1
对于每个opt=2，输出一个答案
4.为了方便区分缓存里key与value，下面说明的缓存里key用""号包裹
进阶:你是否可以在O(1)的时间复杂度完成set和get操作
示例1
输入：
[[1,1,1],[1,2,2],[1,3,2],[2,1],[1,4,4],[2,2]],3
复制
返回值：
[1,-1]
复制
说明：
[1,1,1]，第一个1表示opt=1，要set(1,1)，即将(1,1)插入缓存，缓存是{"1"=1}
[1,2,2]，第一个1表示opt=1，要set(2,2)，即将(2,2)插入缓存，缓存是{"1"=1,"2"=2}
[1,3,2]，第一个1表示opt=1，要set(3,2)，即将(3,2)插入缓存，缓存是{"1"=1,"2"=2,"3"=2}
[2,1]，第一个2表示opt=2，要get(1)，返回是[1]，因为get(1)操作，缓存更新，缓存是{"2"=2,"3"=2,"1"=1}
[1,4,4]，第一个1表示opt=1，要set(4,4)，即将(4,4)插入缓存，但是缓存已经达到最大容量3，移除最不经常使用的{"2"=2}，插入{"4"=4}，缓存是{"3"=2,"1"=1,"4"=4}
[2,2]，第一个2表示opt=2，要get(2)，查找不到，返回是[1,-1]
示例2
输入：
[[1,1,1],[1,2,2],[2,1],[1,3,3],[2,2],[1,4,4],[2,1],[2,3],[2,4]],2
复制
返回值：
[1,-1,-1,3,4]
复制
备注：
1 \leq K \leq N \leq 10^51≤K≤N≤10
5
-2 \times 10^9 \leq x,y \leq 2 \times 10^9−2×10
9
≤x,y≤2×10
9
思路和心得：
（一）调库
python3代码
#
# lru design
# @param operators int整型二维数组 the ops
# @param k int整型 the k
# @return int整型一维数组
#
import collections
class Solution:
def LRU(self , operators , k ):
# write code here
od = collections.OrderedDict()
res = []
for op in operators:
if op[0] == 1:
key = op[1]
value = op[2]
if key in od:
od.move_to_end(key)
od[key] = value
if len(od) > k:
od.popitem(last = False)
else:
key = op[1]
if key not in od:
res.append(-1)
else:
od.move_to_end(key)
res.append(od[key])
return resc++ []
class Solution
{
public:
/**
* lru design
* @param operators int整型vector<vector<>> the ops
* @param k int整型 the k
* @return int整型vector
*/
vector<int> LRU(vector<vector<int> >& operators, int k)
{
// write code here
list<pair<int, int>> list1;
unordered_map<int, list<pair<int,int>>:: iterator> key_list_ptr;
vector<int> res;
for (auto op : operators)
{
if (op[0] == 1)
{
int key = op[1], value = op[2];
if (key_list_ptr.find(key) != key_list_ptr.end())
{
list1.erase(key_list_ptr[key]);
}
list1.push_back(pair<int,int>{key, value});
key_list_ptr[key] = -- list1.end();
if ((int)list1.size() > k)
{
key_list_ptr.erase(list1.begin()->first);
list1.pop_front();
}
}
else
{
int key = op[1];
if (key_list_ptr.find(key) == key_list_ptr.end())
res.push_back(-1);
else
{
auto [k, v] = *key_list_ptr[key];
list1.erase(key_list_ptr[key]);
list1.push_back(pair<int, int>{k, v});
key_list_ptr[key] = --list1.end();
res.push_back(v);
}
}
}
return res;
}
};java []
import java.util.*;
public class Solution
{
/**
* lru design
* @param operators int整型二维数组 the ops
* @param k int整型 the k
* @return int整型一维数组
*/
public int[] LRU (int[][] operators, int k)
{
// write code here
int on = operators.length;
int rn = 0;
for (int i = 0; i < on; i ++)
if (operators[i][0] == 2)
rn ++;
Map <Integer, Integer> link_map = new LinkedHashMap<>();
int [] res = new int [rn];
int ri = 0;
for (int [] op : operators)
{
if (op[0] == 1)
{
int key = op[1], value = op[2];
if (link_map.containsKey(key) == true)
{
link_map.remove(key);
}
link_map.put(key, value);
if (link_map.size() > k)
{
link_map.remove(link_map.entrySet().iterator().next().getKey());
}
}
else
{
int key = op[1];
if (link_map.containsKey(key) == false)
{
res[ri ++] = -1;
}
else
{
int val = link_map.remove(key);
link_map.put(key, val);
res[ri ++] = val;
}
}
}
return res;
}
}（二）哈希+手撸双向链表
python3 []
#
# lru design
# @param operators int整型二维数组 the ops
# @param k int整型 the k
# @return int整型一维数组
#
class double_link_node:
def __init__(self, key: int, val: int):
self.key = key
self.val = val
self.prev = None
self.next = None
class double_link_list:
def __init__(self):
self.head = double_link_node(0, 0)
self.tail = double_link_node(0, 0)
self.head.next = self.tail
self.tail.prev = self.head
def move_to_end(self, p: double_link_node) -> None:
p.prev.next = p.next
p.next.prev = p.prev
p.prev = self.tail.pre***ext = self.tail
self.tail.prev.next = p
self.tail.prev = p
def append_end(self, key: int, value: int) -> None:
p = double_link_node(key, value)
p.prev = self.tail.pre***ext = self.tail
self.tail.prev.next = p
self.tail.prev = p
class Solution:
def LRU(self , operators , k ):
# write code here
dl = double_link_list()
key_dl_ptr = dict()
res = []
for op in operators:
if op[0] == 1:
key = op[1]
value = op[2]
if key in key_dl_ptr:
p = key_dl_ptr[key]
p.val = value
dl.move_to_end(p)
else:
dl.append_end(key, value)
key_dl_ptr[key] = dl.tail.prev
if len(key_dl_ptr) > k:
p = dl.head.next
dl.head.next = p.next
p.next.prev = dl.head
del key_dl_ptr[p.key]
else:
key = op[1]
if key not in key_dl_ptr:
res.append(-1)
else:
p = key_dl_ptr[key]
dl.move_to_end(p)
res.append(p.val)
return resc++ []
struct double_link_list_node{
int key;
int val;
double_link_list_node * prev;
double_link_list_node * next;
double_link_list_node(int key_, int val_)
{
key = key_;
val = val_;
prev = NULL;
next = NULL;
}
};
class double_link_list
{
public:
double_link_list_node * head;
double_link_list_node * tail;
double_link_list()
{
head = new double_link_list_node(0, 0);
tail = new double_link_list_node(0, 0);
head->next = tail;
tail->prev = head;
}
void move_to_end(double_link_list_node * p)
{
//----先摘下来
p->prev->next = p->next;
p->next->prev = p->prev;
//----挂到后面
p->prev = tail->prev;
p->next = tail;
tail->prev->next = p;
tail->prev = p;
}
void append_end(int key, int value)
{
double_link_list_node * p = new double_link_list_node(key, value);
p->prev = tail->prev;
p->next = tail;
tail->prev->next = p;
tail->prev = p;
}
};
class Solution
{
public:
/**
* lru design
* @param operators int整型vector<vector<>> the ops
* @param k int整型 the k
* @return int整型vector
*/
vector<int> LRU(vector<vector<int> >& operators, int k)
{
// write code here
double_link_list dl = double_link_list();
unordered_map<int, double_link_list_node *> key_dl_node;
vector<int> res;
for (auto & op : operators)
{
if (op[0] == 1)
{
int key = op[1];
int value = op[2];
if (key_dl_node.find(key) != key_dl_node.end())
{
auto p = key_dl_node[key];
p->val = value;
dl.move_to_end(p);
}
else
{
dl.append_end(key, value);
key_dl_node[key] = dl.tail->prev;
}
if ((int)key_dl_node.size() > k)
{
double_link_list_node * p = dl.head->next;
dl.head->next = p->next;
p->next->prev = dl.head;
key_dl_node.erase(p->key);
}
}
else
{
int key = op[1];
if (key_dl_node.find(key) == key_dl_node.end())
{
res.push_back(-1);
}
else
{
double_link_list_node * p = key_dl_node[key];
res.push_back(p->val);
dl.move_to_end(p);
}
}
}
return res;
}
};java []
import java.util.*;
class double_link_list_node
{
int key;
int val;
double_link_list_node prev;
double_link_list_node next;
double_link_list_node() {}
double_link_list_node(int key_, int val_)
{
key = key_;
val = val_;
prev = null;
next = null;
}
}
class double_link_list
{
double_link_list_node head;
double_link_list_node tail;
double_link_list()
{
head = new double_link_list_node(0, 0);
tail = new double_link_list_node(0, 0);
head.next = tail;
tail.prev = head;
}
void move_to_end(double_link_list_node p)
{
//----先摘下来
p.prev.next = p.next;
p.next.prev = p.prev;
//----挂到最后
p.prev = tail.pre***ext = tail;
tail.prev.next = p;
tail.prev = p;
}
void append_end(int key, int value)
{
double_link_list_node p = new double_link_list_node(key, value);
p.prev = tail.pre***ext = tail;
tail.prev.next = p;
tail.prev = p;
}
}
public class Solution
{
/**
* lru design
* @param operators int整型二维数组 the ops
* @param k int整型 the k
* @return int整型一维数组
*/
public int[] LRU (int[][] operators, int k)
{
// write code here
double_link_list dl = new double_link_list();
Map<Integer, double_link_list_node> key_dl_node = new HashMap<>();
List<Integer> res_tmp = new ArrayList<>();
for (int [] op : operators)
{
if (op[0] == 1)
{
int key = op[1];
int value = op[2];
if (key_dl_node.containsKey(key) == true)
{
double_link_list_node p = key_dl_node.get(key);
p.val = value;
dl.move_to_end(p);
}
else
{
dl.append_end(key, value);
key_dl_node.put(key, dl.tail.prev);
if (key_dl_node.size() > k)
{
double_link_list_node p = dl.head.next;
dl.head.next = p.next;
p.next.prev = dl.head;
key_dl_node.remove(p.key);
}
}
}
else
{
int key = op[1];
if (key_dl_node.containsKey(key) == false)
{
res_tmp.add(-1);
}
else
{
double_link_list_node p = key_dl_node.get(key);
res_tmp.add(p.val);
dl.move_to_end(p);
}
}
}
int rn = res_tmp.size();
int [] res = new int [rn];
for (int i = 0; i < rn; i ++)
{
res[i] = res_tmp.get(i);
}
return res;
}
}
京公网安备 11010502036488号