LeetCode LRU缓存机制（借助Map）

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2023-10-18 18:45:34

LeetCode LRU 缓存机制（借助 Map）

1. LRU 缓存机制介绍

LRU（Least Recently Used）缓存机制是一种广泛应用于计算机系统中的缓存淘汰策略。它基于一个简单的原则：最近最少使用的数据被首先淘汰。LRU 缓存机制常被用于提高计算机系统的性能，尤其是当系统内存有限时。

2. LRU 缓存机制的实现

我们可以借助 Java 中的 Map 数据结构来实现 LRU 缓存机制。Map 数据结构可以将键值对存储在哈希表中，并且可以通过键值对进行快速查找和删除。

在我们的 LRU 缓存机制中，我们可以将键值对存储在 Map 中，并将最近最少使用的数据放在 Map 的头部，而最久未使用的的数据放在 Map 的尾部。当缓存已满时，我们可以从 Map 的尾部删除最久未使用的数据，以腾出空间存储新的数据。

3. LRU 缓存机制的 Java 代码实现

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class LRUCache {

    private int capacity;
    private Map<Integer, Integer> cache;

    public LRUCache(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
        cache = new HashMap<>();
    }

    public int get(int key) {
        if (cache.containsKey(key)) {
            int value = cache.get(key);
            cache.remove(key);
            cache.put(key, value);
            return value;
        } else {
            return -1;
        }
    }

    public void put(int key, int value) {
        if (cache.containsKey(key)) {
            cache.remove(key);
        }
        cache.put(key, value);
        if (cache.size() > capacity) {
            int oldestKey = cache.keySet().iterator().next();
            cache.remove(oldestKey);
        }
    }
}

4. LRU 缓存机制的应用场景

LRU 缓存机制广泛应用于计算机系统中，一些常见的应用场景包括：

操作系统中的页面置换算法： LRU 缓存机制可用于管理计算机系统中的内存页面，当内存空间不足时，LRU 缓存机制会将最近最少使用的数据从内存中淘汰。
数据库中的缓存： LRU 缓存机制可用于在数据库中缓存查询结果，当数据库需要再次执行相同的查询时，可以直接从缓存中获取结果，从而提高查询速度。
Web 服务器中的缓存： LRU 缓存机制可用于在 Web 服务器中缓存网页内容，当用户再次访问相同的网页时，可以直接从缓存中获取内容，从而提高网页的加载速度。