描述

设计 LRU ( 最近最少使用) 缓存结构，该结构在构造时确定大小，假设大小为 k ，并有如下两个功能

1. set(key, value)：将记录(key, value)插入该结构

2. get(key)：返回key对应的value值

提示:

1.某个key的set或get操作一旦发生，认为这个key的记录成了最常使用的，然后都会刷新缓存。

2.当缓存的大小超过k时，移除最不经常使用的记录。

3.输入一个 二维数组 与k，二维数组每一维有2个或者3个数字，第1个数字为opt，第2，3个数字为key，value

若opt=1，接下来两个整数key, value，表示set(key, value)

若opt=2，接下来一个整数key，表示get(key)，若key未出现过或已被移除，则返回-1

对于每个opt=2，输出一个答案

4.为了方便区分缓存里key与value，下面说明的缓存里key用””号包裹

要求：set和get操作复杂度均为 O(1) O (1)

示例1

输入：[[1,1,1],[1,2,2],[1,3,2],[2,1],[1,4,4],[2,2]],3

返回值：[1,-1]

说明：

[1,1,1]，第一个1表示opt=1，要set(1,1)，即将(1,1)插入缓存，缓存是{“1″=1}

[1,2,2]，第一个1表示opt=1，要set(2,2)，即将(2,2)插入缓存，缓存是{“1″=1,”2″=2}

[1,3,2]，第一个1表示opt=1，要set(3,2)，即将(3,2)插入缓存，缓存是{“1″=1,”2″=2,”3″=2}

[2,1]，第一个2表示opt=2，要get(1)，返回是[1]，因为get(1)操作，缓存更新，缓存是{“2″=2,”3″=2,”1″=1}

[1,4,4]，第一个1表示opt=1，要set(4,4)，即将(4,4)插入缓存，但是缓存已经达到最大容量3，移除最不经常使用的{“2″=2}，插入{“4″=4}，缓存是{“3″=2,”1″=1,”4″=4}

[2,2]，第一个2表示opt=2，要get(2)，查找不到，返回是[1,-1]

示例2

输入：[[1,1,1],[1,2,2],[2,1],[1,3,3],[2,2],[1,4,4],[2,1],[2,3],[2,4]],2

返回值：[1,-1,-1,3,4]

第一种解法

利用 java 的LinkHashMap来实现，实现比较简单，代码如下

  public  static  int[] firstLRU (int[][] operators, int k) {
        // write code here
         LinkedHashMap < integer , Integer > map = new LinkedHashMap<>();
        if(operators == null || operators.length < 1 || k < 1){
            return null;
        }
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
            if(map.size() > k){
                Integer next = map.keySet(). iterator ().next();
                map.remove(next);
            }
            int[] arr = operators[i];
            int opt = arr[0];
            int key =  arr[1];
            if(opt == 1){
               int value = arr[2];
               map.put(key,value);
            }else {
                Integer integer = map.get(key);
                if(integer == null){
                    list.add(-1);
                }else {
                    map.remove(key);
                    map.put(key,integer);
                    list.add(integer);
                }
            }
        }
        int[] result = new int[list.size()];
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            result[i] = list.get(i);
        }
        return result;
    }  

第二种解法

由于第一种解法，我们使用了java自带的工具类LinkHashMap，第二种解法，我们就利用map + 队列来实现。代码如下

 public static int[] secondLRU (int[][] operators, int k) {
         HashMap <Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
            if(queue.size() > k){
                Integer poll = queue.poll();
                map.remove(poll);
            }
            int[] arr = operators[i];
            int opt = arr[0];
            int key = arr[1];
            if(opt == 1){
                int value = arr[2];
                queue.add(key);
                map.put(key,value);
            }else {
                Integer integer = map.get(key);
                if(integer == null){
                    list.add(-1);
                }else {
                    list.add(integer);
                    queue.remove(key);
                    queue.add(key);
                }
            }
        }
        int[] result = new int[list.size()];
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            result[i] = list.get(i);
        }
        return result;

    }
  

第三种解法

由于第一种解法，我们使用了java自带的工具类LinkHashMap，第二种解法，我们利用map + 队列来实现，第三种解法，我们利用map+手动实现 链表 来解决。代码如下

   static Node head = null;
    static int count = 0;
    public static int[] thirdLRU (int[][] operators, int k) {
        if(operators == null || operators.length < 1 || k < 1){
            return null;
        }
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < operators.length; i++) {
            if(count > k){
                int remove = deleteHead();
                map.remove(remove);
            }
            int[] arr = operators[i];
            int opt = arr[0];
            int key = arr[1];
            if(opt == 1){
                int value = arr[2];
                addEnd(key);
                map.put(key,value);
            }else {
                Integer integer = map.get(key);
                if(integer == null){
                    list.add(-1);
                }else {
                    list.add(integer);
                    deleteByNode(key);
                    addEnd(key);
                }
            }
        }
        int[] result = new int[list.size()];
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            result[i] = list.get(i);
        }
        return result;

    }


     private  static  void  deleteByNode(Integer key){
        Node node = head;
        Node pre = null;
        if(node == null){
            return;
        }
        while (node != null && !node.item.equals(key)){
            pre = node;
            node = node.next;
        }
        if(pre == null){
            head = head.next;
        }else {
            if(node == null){
                return;
            }else {
                pre.next = node.next;
            }
        }
        count--;
    }


   public static void addEnd(int key){
        Node node = new Node(key);
        Node tem = head;
        count ++;
        if(head == null){
            head = node;
        }else {
            while (true){
                Node n = tem;
                tem = tem.next;
                if(tem == null){
                    n.next = node;
                    break;
                }
            }
        }
   }

    private static int  deleteHead(){
        if(head == null){
            return -1;
        }
        count --;
        Integer item = head.item;
        head = head.next;
        return item;
    }

     static class Node{
        Node next;
        Integer item;
        public Node(Integer item){
            this.item = item;
        }
    }

}