算法学习笔记:实现LRU缓存淘汰算法

链表经典应用场景:LRU缓存算法。
缓存淘汰策略常见的有三种:

  • 先进先出策略(FIFO)
  • 最少使用策略(LFU)
  • 最近最少使用策略LRU

链表

链表与数据不同的之处在于,内存不是连续的,可以将分散的内存块串联起来使用。
链表结构大概有三种:单链表,双向链表,循环链表

单链表

单链表,摘自极客时间

链表需要有头节点与尾节点。单链表中头结点表示:链表的基地址;尾节点志向的地址是空地址NULL。

数组进行插入语删除操作的时候,为了保证内存的连续性,需要做数据的搬移操作,时间复杂度是O(N);
链表中插入删除操作,不需要保证内存的连续性,插入与删除是十分快速的。
但是随机访问效率就特别低,需要从头结点开始查找。随机查找的时间复杂度就是O(N)。

循环链表

相对于单链表来说,尾节点指向头结点即可。
最著名的是 约瑟夫环问题.

双向链表

双向链表支持两个 方向,在一个实体中有指向上一个节点,也有指向下一个节点的指针。


双向链表,来自极客时间

缺点:
占用的空间多,浪费存储空间

优点:
操作上更加灵活,插入与删除操作更加简单与高效。

  • 删除给定的某个值节点: 需要从头开始遍历,时间复杂度是O(1),主要耗时是查找时间是O(N).
  • 对于删除给定的指针指向的节点: 找到要删除的节点,要删除前一个节点,或者向前面插入一个节点。都是十分方便的不需要再查询。

双向循环链表

把循环链表与双向链表组合在一起形成。

实现LRU缓存淘淘算法

思路:

  1. 单向链表存储数据,每次从头遍历数据,如果存在那么删除原先的位置,再把数据插入到头部即可。
  2. 如果此数据不存在缓存表中,缓存没有满,直接插入到链表的头部。满了,就删除尾节点,再插入到头部指针。
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