牛客题霸 设计LRU缓存结构

解析

使用2个Map，一个模拟缓存cache，一个用于记录cache中每条数据的最近访问情况。使用变量time衡量记录访问情况，每次访问/插入，time都加一，插入数据或者访问数据，则更新其最近访问情况为time，在最近访问情况中，time值最小的数据为最近未被访问的数据，每次覆盖最近未被访问的数据，就是覆盖time值虽小的数据。

代码

// Java版
import java.util.*;
public class Solution {
     
    public int[] LRU (int[][] operators, int k) {
     
        if(operators.length==0){
     
            return null;
        }

        Map<Integer,Integer> cache = new HashMap<>();       // 缓存
        Map<Integer,Integer> readRecord = new HashMap<>(); // 缓存数据的访问记录
        int cacheLen = 0;   // 当前缓存大小

        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        // 访问记录数据，越小代表越久未被访问
        int time = 0;

        for(int i=0; i<operators.length; i++){
     
            time++;

            if(operators[i][0]==1){
     

                // 缓存未饱和
                if(cache.isEmpty() || cache.size()<k){
     
                    // 数据存入缓存区
                    cache.put(operators[i][1],operators[i][2]);
                    // 更新访问记录
                    readRecord.put(operators[i][1],time);

                }else {
      // 缓存饱和
                    // 获取最近未被访问的key
                    Integer lastKey = null;
                    Integer minValue = time;
                    for(Integer key : readRecord.keySet()){
     
                        if(readRecord.get(key)<minValue){
     
                            minValue = readRecord.get(key);
                            lastKey = key;
                        }
                    }

                    // 溢出缓存中最近未被访问的数据
                    cache.remove(lastKey);
                    // 移除访问记录
                    readRecord.remove(lastKey);
                    // 插入新数据
                    cache.put(operators[i][1],operators[i][2]);
                    readRecord.put(operators[i][1],time);
                }

            }else{
       // 访问模式
                if(cache.containsKey(operators[i][1])){
     
                    result.add(cache.get(operators[i][1]));
                    readRecord.put(operators[i][1],time);
                }else{
     
                    result.add(-1);
                }

            }
        }
        int re[] = new int[result.size()];
        for(int i=0; i<result.size(); i++){
     
            re[i] = result.get(i).intValue();
        }
        return re;
    }
}

拓展

以上方法在处理小cache时比较有效，但是当cache非常大的时候，每次查询最近访问情况都是极大的资源消耗，所以在实际的计算器操作系统的缓存管理中，则使用循环链表来记录最近访问情况。牛人链接：https://www.iteye.com/blog/gogole-692103