如何实现 iOS LRU 缓存
我是一名经验丰富的开发者，今天要教大家如何实现 iOS 中的 LRU（最近最少使用）缓存算法。LRU 缓存算法是一种常用的缓存淘汰策略，根据数据的访问顺序来判断哪些数据最近被使用，将最近最少使用的数据淘汰出去，以保持缓存的命中率。下面我将以流程图的形式给大家展示整个实现过程。
flowchart TD
A(初始化缓存大小和数据结构) --> B(读取数据)
B --> C{缓存中是否存在该数据}
C -- 存在 --> D(将数据移到链表头部)
C -- 不存在 --> E(判断缓存是否已满)
E -- 是 --> F(移除链表尾部数据)
E -- 否 --> G(直接插入到链表头部)
G --> H(更新缓存中的数据结构)
D --> H
F --> G
H --> I(返回数据)
以上是整个实现过程的流程图，下面我会详细解释每个步骤应该做什么，以及相应的代码示例：
步骤1：初始化缓存大小和数据结构
首先，我们需要定义一个缓存的最大容量，以及相应的数据结构来存储缓存中的数据。在 iOS 中，我们可以使用 NSMutableDictionary 来实现这个数据结构，并在初始化缓存的时候指定其最大容量。
let cacheCapacity = 3
var cache = NSMutableDictionary(capacity: cacheCapacity)
var cacheKeys = NSMutableArray(capacity: cacheCapacity)
步骤2：读取数据
当我们需要读取数据时，我们需要先判断该数据是否存在于缓存中。如果存在，则将数据移到链表头部，表示该数据是最近被使用的数据；如果不存在，则需要根据缓存的状态决定如何处理。
func readData(key: String) -> Any? {
if let data = cache[key] {
// 将数据移到链表头部
cacheKeys.removeObject(forKey: key)
cacheKeys.insert(key, at: 0)
return data
} else {
// 数据不存在，返回空
return nil
}
}
步骤3：判断缓存是否已满
在读取数据时，如果数据不存在于缓存中，我们需要判断当前缓存是否已满。如果已满，则需要先移除链表尾部的数据，再将新数据插入到链表头部；如果未满，则直接将新数据插入到链表头部。
func insertData(key: String, data: Any) {
if cache.count >= cacheCapacity {
// 移除链表尾部数据
if let lastKey = cacheKeys.lastObject as? String {
cache.removeObject(forKey: lastKey)
cacheKeys.removeLastObject()
}
}
// 插入新数据到链表头部
cache.setValue(data, forKey: key)
cacheKeys.insert(key, at: 0)
}
步骤4：更新缓存中的数据结构
在读取和插入数据时，我们需要更新缓存中的数据结构。这包括将最近被使用的数据移到链表头部，以及移除链表尾部的数据。
func updateCache(key: String) {
cacheKeys.removeObject(forKey: key)
cacheKeys.insert(key, at: 0)
}
func removeLastData() {
if let lastKey = cacheKeys.lastObject as? String {
cache.removeObject(forKey: lastKey)
cacheKeys.removeLastObject()
}
}
步骤5：返回数据
最后，我们需要在读取数据时返回相应的值。
func readData(key: String) -> Any? {
if let data = cache[key] {
// 将数据移到链表头部
updateCache(key: key)
return data
} else {
// 数据不存在，返回空
return nil
}
}
通过以上步骤，我们就实现了 iOS 中的 LRU 缓存算法。你可以根据实际需求调整缓存的最大容量，并在读取和插入
