LeetCode热题100——146. LRU 缓存

https://leetcode.cn/problems/lru-cache/description/?envType=study-plan-v2&envId=top-100-liked

请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。

实现 LRUCache 类：
LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回 -1 。
void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在，则变更其数据值 value ；如果不存在，则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ，则应该 逐出 最久未使用的关键字。
函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。

小米一面，没刷过题所以栽了，静下来心看看解决方案

题解

题目中涉及到了 查询、插入和删除都要平均时间复杂度O(1)，查询想要时间复杂度O(1) 可以用数组，插入删除如果使用数组无法满足要求，因为从数组中删除元素涉及到元素的移动复杂度 O(n), 我们必须使用链表来插入和删除，链表分为单链表和双链表，如果使用单链表删除元素的话还是需要遍历才能找到前后的元素，所以我们使用 哈希表查询 + 双链表操作 的思路

通过设置head和tail虚节点，避免判空等处理，这样取第一个元素时直接调用 head.next ，取最后一个元素时直接调用 tail.pre

class LRUCache {

  class Node {
        int val;
        int key;
        Node next;
        Node pre;

        public Node(int key, int val) {
            this.key = key;
            this.val = val;
        }
    }

    private int mSize;
    private Map<Integer, Node> map;
    private Node head;
    private Node tail;

    public LRUCache(int size) {
        mSize = size;
        map = new HashMap<>();
        // 技巧处，使用头尾虚节点来处理 空异常
        head = new Node(-1, -1);
        tail = new Node(-1, -1);
        head.next = tail;
        tail.pre = head;
    }

    public int get(int key) {
        if (!map.containsKey(key)) return -1;
        Node node = map.get(key);
        removeNode(node);
        addToHead(node);
        return node.val;
    }

    public void put(int key, int val) {
        if (map.containsKey(key)) {
            removeNode(map.get(key));
        }
        Node node = new Node(key, val);
        map.put(key, node);
        addToHead(node);
        // 易错点，超过限制时需要同时移除 双链表 node和 map中的node
        if(map.size() > mSize){
             Node lastNode = tail.pre;
            removeNode(lastNode);
            map.remove(lastNode.key);
        }

    }

    private void addToHead(Node node) {
        Node first = head.next;
        head.next = node;
        node.next = first;
        first.pre = node;
        node.pre = head;
    }

    private void removeNode(Node node) {
        Node preNode = node.pre;
        Node nextNode = node.next;
        preNode.next = nextNode;
        nextNode.pre = preNode;
    }
}