LeetCode#146：LRU 缓存，算法学习的不二选择！

2023-09-21 17:55:25

深入解析 LeetCode #146：用 Swift 掌握 LRU 缓存机制

身为算法界的大神，LeetCode 可是你的必备武器库。作为 LeetCode 前 100 高频题之一，#146 LRU 缓存问题绝对是算法学习的必修课。今天，就让我们携手 Netflix 增长黑客顾毅，用 Swift 语言彻底揭开 LRU 缓存的神秘面纱。

LRU 缓存的奥秘

LRU 缓存，全称 Least Recently Used Cache，是计算机系统中常用的缓存策略。它的核心思想很简单：优先淘汰最近最少使用的元素，给新元素腾出宝贵空间。

Swift 中的数据结构

顾毅老师在讲解 LRU 缓存时，巧妙地运用了 Swift 中的字典（Dictionary）。字典可以存储键值对，而顾老师正是用元素作为键，元素被访问的时间戳作为值。

缓存的实现原理

LRU 缓存的实现主要涉及以下步骤：

插入元素： 如果元素已经存在，那就更新它的时间戳；如果不存在，就加入字典，并删除时间戳最老（也就是最近最少使用）的元素。
获取元素： 当获取元素时，需要更新它的时间戳，以记录它的最新访问时间。
删除元素： 当需要删除元素时，直接从字典中移除即可。

Swift 代码实战

顾毅老师为我们提供了简洁明了的 Swift 代码实现：

class LRUCache {
    private var cache: [Int: Int] = [:] // 元素键值对：元素 -> 时间戳
    private var capacity: Int // 缓存容量

    init(capacity: Int) {
        self.capacity = capacity
    }

    // 插入元素
    func put(_ key: Int, _ value: Int) {
        cache[key] = value
        trim() // 维护容量
    }

    // 获取元素
    func get(_ key: Int) -> Int? {
        guard let value = cache[key] else { return nil }
        cache[key] = value // 更新时间戳
        return value
    }

    // 维护容量
    private func trim() {
        while cache.count > capacity {
            // 找到时间戳最老的元素
            let oldestKey = cache.min { $0.value < $1.value }?.key
            cache.removeValue(forKey: oldestKey!)
        }
    }
}