如何編寫代碼實(shí)現(xiàn)LRU算法

這篇文章主要講解了“如何編寫代碼實(shí)現(xiàn)LRU算法”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“如何編寫代碼實(shí)現(xiàn)LRU算法”吧！

創(chuàng)新互聯(lián)公司于2013年成立，是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司，擁有項(xiàng)目成都網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站設(shè)計(jì)網(wǎng)站策劃，項(xiàng)目實(shí)施與項(xiàng)目整合能力。我們以讓每一個(gè)夢(mèng)想脫穎而出為使命，1280元三臺(tái)做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為三臺(tái)各地企業(yè)和個(gè)人服務(wù),聯(lián)系電話:028-86922220

運(yùn)用你所掌握的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)  LRU (最近最少使用) 緩存機(jī)制 。
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)鍵字已經(jīng)存在，則變更其數(shù)據(jù)值；如果關(guān)鍵字不存在，則插入該組「關(guān)鍵字-值」。當(dāng)緩存容量達(dá)到上限時(shí)，它應(yīng)該在寫入新數(shù)據(jù)之前刪除最久未使用的數(shù)據(jù)值，從而為新的數(shù)據(jù)值留出空間。
 

要求：在 O(1) 時(shí)間復(fù)雜度內(nèi)完成這兩種操作。

 思考

 
1 所謂緩存，必須要有讀+寫兩個(gè)操作，按照命中率的思路考慮，寫操作+讀操作時(shí)間復(fù)雜度都需要為O(1)
 
2 特性要求分析
    2.1 必須有順序之分，以區(qū)分最近使用的和很久沒用到的數(shù)據(jù)排序。
    2.2 寫和讀操作 一次搞定。
    2.3 如果容量(坑位)滿了要?jiǎng)h除最不長用的數(shù)據(jù)，每次新訪問還要把新的數(shù)據(jù)插入到隊(duì)頭(按照業(yè)務(wù)你自己設(shè)定左右那一邊是隊(duì)頭) 
 
         查找快，插入快，刪除快，且還需要先后排序-------->什么樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)滿足這個(gè)問題?
 
你是否可以在O(1)時(shí)間復(fù)雜度內(nèi)完成這兩種操作?
 
如果一次就可以找到，你覺得什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最合適?? 

參考LinkedHashMap

 方案一 依賴JDK

package com.lau.lrualgorithm.way;

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 復(fù)用現(xiàn)有api中的HashMap
 */
public class ReuseLinkedHashMap<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {

    //允許緩存?zhèn)€數(shù)上限
    private int cacheSize;

    //重載構(gòu)造器
    public ReuseLinkedHashMap(int cacheSize) {
        super(cacheSize, 0.75f, true);
        this.cacheSize = cacheSize;
    }
    
    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
        return super.size() > cacheSize;
    }

    public V put(K key, V value){
//        if(super.size() == this.cachesize){
//            super.removeEldestEntry();
//        }

       return super.put(key, value);
    }

    public V get(Object key){
        return super.get(key);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ReuseLinkedHashMap map = new ReuseLinkedHashMap(3);

        map.put(1, 1);
        map.put(2, 2);
        map.put(3, 3);

        System.out.println(map.keySet());

        map.put(4, 1);
        System.out.println(map.keySet());

        map.put(3, 1);
        System.out.println(map.keySet());

        map.put(3, 1);
        System.out.println(map.keySet());

        map.put(3, 1);
        System.out.println(map.keySet());

        map.put(5, 1);
        System.out.println(map.keySet());

    }
}

/**
 * true
 * [1, 2, 3]
 * [2, 3, 4]
 * [2, 4, 3]
 * [2, 4, 3]
 * [2, 4, 3]
 * [4, 3, 5]
 * */

/**false
 [1, 2, 3]
 [2, 3, 4]
 [2, 3, 4]
 [2, 3, 4]
 [2, 3, 4]
 [3, 4, 5]
 */

關(guān)鍵點(diǎn)：

1、復(fù)寫removeEldestEntry()方法

2、accessOrder – the ordering mode - true for access-order, false for insertion-order

3、最新節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)順序：從右至左

方案二 不依賴JDK

package com.lau.lrualgorithm.way;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

//map負(fù)責(zé)查找，構(gòu)建一個(gè)虛擬的雙向鏈表，它里面安裝的就是一個(gè)個(gè)Node節(jié)點(diǎn)，作為數(shù)據(jù)載體。
public class LruCacheDemo {

    //1.構(gòu)造一個(gè)node節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)載體
    class Node<K, V> {
        K key;
        V value;
        Node<K, V> prev;
        Node<K, V> next;

        public Node() {
            this.prev = this.next = null;
        }

        public Node(K key, V value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.prev = this.next = null;
        }

    }

    //2 構(gòu)建一個(gè)虛擬的雙向鏈表,里面安放的就是我們的Node
    class DoubleLinkedList<K, V> {
        Node<K, V> head;
        Node<K, V> tail;

        public DoubleLinkedList() {
            head = new Node<>();
            tail = new Node<>();
            head.next = tail;
            tail.prev = head;
        }

        //3. 添加到頭
        public void addHead(Node<K, V> node) {
            node.next = head.next;
            node.prev = head;
            head.next.prev = node;
            head.next = node;
        }

        //4.刪除節(jié)點(diǎn)
        public void removeNode(Node<K, V> node) {
            node.next.prev = node.prev;
            node.prev.next = node.next;
            node.prev = null;
            node.next = null;
        }

        //5.獲得最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)
        public Node getLast() {
            return tail.prev;
        }
    }

    private int cacheSize;
    Map<Integer, Node<Integer, Integer>> map;
    DoubleLinkedList<Integer, Integer> doubleLinkedList;

    public LruCacheDemo(int cacheSize) {
        this.cacheSize = cacheSize;//坑位
        map = new HashMap<>();//查找
        doubleLinkedList = new DoubleLinkedList<>();
    }

    public int get(int key) {
        if (!map.containsKey(key)) {
            return -1;
        }

        Node<Integer, Integer> node = map.get(key);
        doubleLinkedList.removeNode(node);
        doubleLinkedList.addHead(node);

        return node.value;
    }

    public void put(int key, int value) {
        if (map.containsKey(key)) {  //update
            Node<Integer, Integer> node = map.get(key);
            node.value = value;
//            map.put(key, node);

            doubleLinkedList.removeNode(node);
            doubleLinkedList.addHead(node);
        } else {
            if (map.size() == cacheSize)  //坑位滿了
            {
                Node<Integer, Integer> lastNode = doubleLinkedList.getLast();
                map.remove(lastNode.key);
                doubleLinkedList.removeNode(lastNode);
            }

            //新增一個(gè)
            Node<Integer, Integer> newNode = new Node<>(key, value);
            map.put(key, newNode);
            doubleLinkedList.addHead(newNode);

        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        LruCacheDemo lruCacheDemo = new LruCacheDemo(3);

        lruCacheDemo.put(1, 1);
        lruCacheDemo.put(2, 2);
        lruCacheDemo.put(3, 3);

        //不能直接打印map，因?yàn)榇薽ap是無序的?。?！
//        System.out.println(lruCacheDemo.map.keySet());

        printKeys(lruCacheDemo);

        lruCacheDemo.put(4, 1);
//        System.out.println(lruCacheDemo.map.keySet());

        printKeys(lruCacheDemo);

        lruCacheDemo.put(3, 1);
//        System.out.println(lruCacheDemo.map.keySet());

        printKeys(lruCacheDemo);

        lruCacheDemo.put(3, 1);
//        System.out.println(lruCacheDemo.map.keySet());

        printKeys(lruCacheDemo);

        lruCacheDemo.put(3, 1);
//        System.out.println(lruCacheDemo.map.keySet());

        printKeys(lruCacheDemo);

        lruCacheDemo.put(5, 1);
//        System.out.println(lruCacheDemo.map.keySet());

        printKeys(lruCacheDemo);

    }

    private static void printKeys(LruCacheDemo lruCacheDemo){
        Node<Integer, Integer> node = lruCacheDemo.doubleLinkedList.head.next;
        while( node != null && node.key != null){
            System.out.print(node.key + " ");
            node = node.next;
        }

        System.out.println();
    }
}


/**
   * true
   * [1, 2, 3]
   * [2, 3, 4]
   * [2, 4, 3]
   * [2, 4, 3]
   * [2, 4, 3]
   * [4, 3, 5]
   * */

/**false
   [1, 2, 3]
   [2, 3, 4]
   [2, 3, 4]
   [2, 3, 4]
   [2, 3, 4]
   [3, 4, 5]
   */

注：

最新節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)順序：從左至右

手寫版數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

如何編寫代碼實(shí)現(xiàn)LRU算法

感謝各位的閱讀，以上就是“如何編寫代碼實(shí)現(xiàn)LRU算法”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)如何編寫代碼實(shí)現(xiàn)LRU算法這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！

網(wǎng)頁題目：如何編寫代碼實(shí)現(xiàn)LRU算法
分享URL：http://muchs.cn/article24/joooje.html

成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供App開發(fā)、品牌網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、營銷型網(wǎng)站建設(shè)、App設(shè)計(jì)、

廣告

聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請(qǐng)盡快告知，我們將會(huì)在第一時(shí)間刪除。文章觀點(diǎn)不代表本網(wǎng)站立場，如需處理請(qǐng)聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來源： 創(chuàng)新互聯(lián)

微信小程序開發(fā)