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146. LRU 缓存机制.py
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146. LRU 缓存机制.py
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# 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 。
# 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) 如果关键字已经存在,则变更其数据值;
# 如果关键字不存在,则插入该组「关键字-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久未使用的数据值,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:
# 输入
# ["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"]
# [[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
# 输出
# [null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]
# 解释
# LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
# lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
# lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
# lRUCache.get(1); // 返回 1
# lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废,缓存是 {1=1, 3=3}
# lRUCache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
# lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废,缓存是 {4=4, 3=3}
# lRUCache.get(1); // 返回 -1 (未找到)
# lRUCache.get(3); // 返回 3
# lRUCache.get(4); // 返回 4
#
# 提示:
# 1 <= capacity <= 3000
# 0 <= key <= 10000
# 0 <= value <= 105
# 最多调用 2 * 105 次 get 和 put
class DLinkedNode:
def __init__(self, key=0, value=0):
self.key = key
self.value = value
self.prev = None
self.next = None
class LRUCache:
def __init__(self, capacity):
self.m = {}
self.capacity = capacity
self.head = DLinkedNode()
self.tail = DLinkedNode()
self.head.next, self.tail.prev = self.tail, self.head
def get(self, key):
if key not in self.m:
return -1
node = self.m[key]
self._delete(node)
self._add_to_head(node)
return node.value
def put(self, key, value):
if key not in self.m:
node = DLinkedNode(key, value)
self.m[key] = node
self._add_to_head(node)
else:
node = self.m[key]
node.value = value
self._delete(node)
self._add_to_head(node)
if len(self.m) > self.capacity:
node = self.tail.prev
self._delete(node)
del self.m[node.key]
def _add_to_head(self, node):
node.prev, node.next = self.head, self.head.next
self.head.next.prev = self.head.next = node
def _delete(self, node):
node.prev.next, node.next.prev = node.next, node.prev
node.prev = node.next = None