手写LRU缓存的两种实现方式

手写LRU缓存的两种实现方式

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/agonie201218/article/details/136935173

LRU（Least Recently Used）缓存是一种常见的数据结构，用于实现缓存淘汰策略。本文将介绍两种实现LRU缓存的方法：使用Java自带的LinkedHashMap类和手写链表+HashMap的实现方式。

使用 LinkedHashMap 实现LRU 缓存

我们可以封装一个简易版的 LRU（LeastRecentlyUsed，最近最少使用） 缓存，确保当存放的元素超过容器容量时，将最近最少访问的元素移除。

具体实现思路如下：

• 继承 LinkedHashMap；
• 构造方法中指定 accessOrder 为 true ，这样在访问元素时就会把该元素移动到链表尾部，链表首元素就是最近最少被访问的元素；
• 重写 removeEldestEntry 方法，该方法会返回一个 boolean 值，告知 LinkedHashMap 是否需要移除链表首元素（缓存容量有限）。

public class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
    private final int capacity;
    public LRUCache(int capacity) {
        super(capacity, 0.75f, true);
        this.capacity = capacity;
    }
    /**
     * 判断size超过容量时返回true，告知LinkedHashMap移除最老的缓存项(即链表的第一个元素)
     */
    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
        return size() > capacity;
    }
}

将 accessOrder 设置为 true 并重写 removeEldestEntry 方法当链表大小超过容量时返回 true，使得每次访问一个元素时，该元素会被移动到链表的末尾。一旦插入操作让 removeEldestEntry 返回 true 时，视为缓存已满， LinkedHashMap 就会将链表首元素移除，由此我们就能实现一个 LRU 缓存。

LinkedHashMap 定义了排序模式 accessOrder（boolean 类型，默认为 false），访问顺序则为 true，插入顺序则为 false。

手写LRU（链表+hashmap）

import java.util.HashMap;

class LRUCache {
    class Node {
        int key;
        int value;
        Node prev;
        Node next;
    }
    private void addNode(Node node) {
        node.prev = head;
        node.next = head.next;
        head.next.prev = node;
        head.next = node;
    }
    private void removeNode(Node node) {
        Node prev = node.prev;
        Node next = node.next;
        prev.next = next;
        next.prev = prev;
    }
    private void moveToHead(Node node) {
        removeNode(node);
        addNode(node);
    }
    private Node popTail() {
        Node res = tail.prev;
        removeNode(res);
        return res;
    }
    private HashMap<Integer, Node> cache = new HashMap<>();
    private int size;
    private int capacity;
    private Node head, tail;
    public LRUCache(int capacity) {
        this.size = 0;
        this.capacity = capacity;
        head = new Node();
        tail = new Node();
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }
    public int get(int key) {
        Node node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            return -1;
        }
        moveToHead(node);
        return node.value;
    }
    public void put(int key, int value) {
        Node node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            Node newNode = new Node();
            newNode.key = key;
            newNode.value = value;
            cache.put(key, newNode);
            addNode(newNode);
            size++;
            if (size > capacity) {
                Node tail = popTail();
                cache.remove(tail.key);
                size--;
            }
        } else {
            node.value = value;
            moveToHead(node);
        }
    }
}