【算法】LRU最久未使用算法原理分析和编码实战

2023-05-28 22:04:11 浏览数 (1)

  • 什么是LRU算法
  • Least Recently Used 淘汰算法以时间作为参考,淘汰最长时间未被使用的数据
  • 如果数据最近被访问过,那么将来被访问的几率也更高;会淘汰最长时间没有被使用的元素(都没人要你了,不淘汰你淘汰谁)
  • 基本原理是:在缓存满时,将最近最久未使用的数据淘汰出缓存,以便给新的数据留出空间。
  • 实现方式可以用:数组、链表等方式
  • 新插入的数据放在头部,最近访问过的也移到头部,空间满时将尾部元素删除
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  • 编码实现
代码语言:java复制
public class LRUCache<K,V> {

    //定义存储key的顺序表
    private LinkedList<K> cacheKey;

    //定规存储数据的map 存储key,value
    private HashMap<K,V> cacheValues;

    //定义缓存的容量
    private int capacity;

    //构造方法初始化缓存
    public LRUCache(int capacity) {
        this.cacheKey = new LinkedList<>();
        this.capacity = capacity;
        this.cacheValues = new HashMap<>();
    }

    //向缓存中put元素
    public void put(K key, V value) {
        //先添加元素,无论有没有这个key,直接进行put
        cacheValues.put(key, value);
        cacheKey.add(0, key);
        //判断长度是否超出最大容量,超出进行淘汰
        if (cacheKey.size() > capacity) {
            //如果容量已满,则删除最后一个key
            K lastKey = cacheKey.get(cacheKey.size() - 1);
            cacheKey.remove(lastKey);
            cacheValues.remove(lastKey);
        }
    }

    //获取指定key的元素的value,并且将这个key放置在队头的位置
    public V get(K key) {
        V data = null;
        if (cacheKey.contains(key)) {
            data = cacheValues.get(key);
            cacheKey.remove(key);
            cacheKey.add(0,key);
        }
        return data;
    }

    //
    public void showList(){
        System.out.println(cacheKey.toString());
    }

    public static void main(String[] args) {
        LRUCache<String,String> cache = new LRUCache<>(5);
        cache.put("A", "任务A");
        cache.put("B", "任务B");
        cache.put("C", "任务C");
        cache.put("D", "任务D");
        cache.put("E", "任务E");
        cache.showList();
        System.out.println("G="   cache.get("G"));
        System.out.println("C="   cache.get("C"));
        cache.showList();
        cache.put("F", "任务F");
        cache.showList();
    }

}
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