# LeetCode 第 146 号问题:LRU缓存机制 > 本文首发于公众号「五分钟学算法」,是[图解 LeetCode ]()系列文章之一。 > > 个人网站:[https://www.cxyxiaowu.com](https://www.cxyxiaowu.com) 题目来源于 LeetCode 上第 146 号问题:LRU缓存机制。题目难度为 Hard,目前通过率为 15.8% 。 ### 题目描述 运用你所掌握的数据结构,设计和实现一个 [LRU (最近最少使用) 缓存机制](https://baike.baidu.com/item/LRU)。它应该支持以下操作: 获取数据 `get` 和 写入数据 `put` 。 获取数据 `get(key)` - 如果密钥 (key) 存在于缓存中,则获取密钥的值(总是正数),否则返回 -1。 写入数据 `put(key, value)` - 如果密钥不存在,则写入其数据值。当缓存容量达到上限时,它应该在写入新数据之前删除最近最少使用的数据值,从而为新的数据值留出空间。 **进阶:** 你是否可以在 **O(1)** 时间复杂度内完成这两种操作? **示例:** ``` LRUCache cache = new LRUCache( 2 /* 缓存容量 */ ); cache.put(1, 1); cache.put(2, 2); cache.get(1); // 返回 1 cache.put(3, 3); // 该操作会使得密钥 2 作废 cache.get(2); // 返回 -1 (未找到) cache.put(4, 4); // 该操作会使得密钥 1 作废 cache.get(1); // 返回 -1 (未找到) cache.get(3); // 返回 3 cache.get(4); // 返回 4 ``` ### 题目解析 这道题是让我们实现一个 LRU 缓存器,LRU是Least Recently Used的简写,就是最近最少使用的意思。 这个缓存器主要有两个成员函数,get和put。 其中 get 函数是通过输入 key 来获得 value,如果成功获得后,这对 (key, value) 升至缓存器中最常用的位置(顶部),如果 key 不存在,则返回 -1 。 而 put 函数是插入一对新的 (key, value),如果原缓存器中有该 key,则需要先删除掉原有的,将新的插入到缓存器的顶部。如果不存在,则直接插入到顶部。 若加入新的值后缓存器超过了容量,则需要删掉一个最不常用的值,也就是底部的值。 具体实现时我们需要三个私有变量,cap , l 和 m,其中 cap 是缓存器的容量大小,l 是保存缓存器内容的列表,m 是 HashMap,保存关键值 key 和缓存器各项的迭代器之间映射,方便我们以 O(1) 的时间内找到目标项。 然后我们再来看 get 和 put 如何实现。 其中,get 相对简单些,我们在 m 中查找给定的key,若不存在直接返回 -1;如果存在则将此项移到顶部。 对于 put ,我们也是现在 m 中查找给定的 key,如果存在就删掉原有项,并在顶部插入新来项,然后判断是否溢出,若溢出则删掉底部项(最不常用项)。 ### 动画描述 ![](https://blog-1257126549.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/blog/90896.gif) ### 代码实现 ```c++ class LRUCache{ public: LRUCache(int capacity) { cap = capacity; } int get(int key) { auto it = m.find(key); if (it == m.end()) return -1; l.splice(l.begin(), l, it->second); return it->second->second; } void put(int key, int value) { auto it = m.find(key); if (it != m.end()) l.erase(it->second); l.push_front(make_pair(key, value)); m[key] = l.begin(); if (m.size() > cap) { int k = l.rbegin()->first; l.pop_back(); m.erase(k); } } private: int cap; list> l; unordered_map>::iterator> m; }; ``` ![](https://blog-1257126549.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/blog/inind.png)