前端也来点算法(TS版)之LRU Cache（LeetCode题解）

前端

2023-11-05 14:06:42

前端算法篇：LRU Cache 入门指南

什么是 LRU Cache？

缓存是一种存储经常访问数据以加快访问速度的技术。在前端开发中，LRU Cache（最近最少使用缓存）是一种广泛使用的缓存策略。它的工作原理是跟踪数据的最后使用时间，并在缓存已满时丢弃最近最少使用的项目。

LRU Cache 的好处

使用 LRU Cache 的主要好处是减少数据检索的延迟。通过将常用数据存储在缓存中，我们避免了昂贵的数据库查询或网络请求。此外，它还有助于改善用户体验，尤其是在处理大型数据集或实时更新时。

LRU Cache 的实现

LRU Cache 可以使用各种数据结构来实现，最常见的是链表和哈希表。链表用于维护数据的最近使用顺序，而哈希表用于快速查找特定数据项。

代码示例：

以下是 TypeScript 中 LRU Cache 的实现：

class Node {
  key: string;
  value: any;
  next: Node | null;
  prev: Node | null;

  constructor(key: string, value: any) {
    this.key = key;
    this.value = value;
    this.next = null;
    this.prev = null;
  }
}

class LRUCache {
  private capacity: number;
  private head: Node | null;
  private tail: Node | null;
  private map: Map<string, Node>;

  constructor(capacity: number) {
    this.capacity = capacity;
    this.head = null;
    this.tail = null;
    this.map = new Map();
  }

  get(key: string): any {
    const node = this.map.get(key);
    if (!node) {
      return null;
    }
    this.moveToHead(node);
    return node.value;
  }

  put(key: string, value: any) {
    const node = this.map.get(key);
    if (node) {
      node.value = value;
      this.moveToHead(node);
    } else {
      const newNode = new Node(key, value);
      this.addToHead(newNode);
      if (this.map.size > this.capacity) {
        this.removeTail();
      }
    }
  }

  private moveToHead(node: Node) {
    if (node === this.head) {
      return;
    }
    if (node === this.tail) {
      this.tail = node.prev;
    }
    if (node.prev) {
      node.prev.next = node.next;
    }
    if (node.next) {
      node.next.prev = node.prev;
    }
    node.next = this.head;
    node.prev = null;
    this.head = node;
  }

  private addToHead(node: Node) {
    if (this.head) {
      this.head.prev = node;
    }
    node.next = this.head;
    node.prev = null;
    this.head = node;
    if (!this.tail) {
      this.tail = node;
    }
    this.map.set(node.key, node);
  }

  private removeTail() {
    const node = this.tail;
    if (node) {
      if (node.prev) {
        node.prev.next = null;
      }
      this.tail = node.prev;
      this.map.delete(node.key);
    }
  }
}