java KNN 手写体 识别_链表


手撕LRU缓存淘汰算法

LRU介绍

LRU是Least Recently Used的缩写,即最近最少使用,是一种常用的页面置换算法,选择最近最久未使用的页面予以淘汰。

面试中常考的题目,运用你所掌握的数据结构,自己设计手写LRU算法。

相关题目可参考LeetCode146题


java KNN 手写体 识别_java 最少使用(lru)置换算法_02


一. 使用LinkedHashMap实现

在Java中,其实LinkedHashMap已经实现了LRU缓存淘汰算法,需要在构造函数第三个参数传入true,表示按照时间顺序访问。可以直接继承LinkedHashMap来实现。

但是LinkedHashMap会自动扩容,如果想实现限制容量删除队列顶端元素,需要重写removeEldestEntry()方法,当map里面的元素个数大于了缓存最大容量,删除链表的顶端元素。


public


二. 使用LinkedList+HashMap实现

也可以使用LinkedList和HashMap实现,但时间复杂度较高。使用HashMap可以通过O(1)时间拿到元素,但是无法在O(1)时间定位它在链表中的位置,在LinkedList里访问元素仍然是顺序遍历,所以删除元素的时间复杂度仍然是O(n)。并不是高效的Lru算法。

因为从HashMap中删除元素需要Key,所以这里在链表中存放Key而不是Value。


public


三. 使用双向链表结构+HashMap实现

在方法二中,删除操作的时间复杂度仍是O(n),那么如何使其复杂度降为O(1)?我们可以自定义双向链表的结构,这里定义了内部类Node,存放KV以及前后指针。这样我们通过hashmap找到对应Node,然后根据其前驱节点进行指针的操作,就可以实现复杂度O(1)的删除操作。

同样因为访问HashMap需要key,所以定义Node节点存放了K和V,而不是只存放V。保存队列的头节点和尾节点。

在代码中,我们通过调整指针,定义了三个方法,分别是添加元素到队尾,将队列中元素移动到队尾,删除队列头节点并返回,因为是双向链表,特别注意指针变换的顺序以及不要遗漏前驱和后继指针。


public