146. LRU 缓存

请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。
实现 LRUCache 类：

• LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
• int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回 -1 。
• void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在，则变更其数据值 value ；如果不存在，则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ，则应该 逐出 最久未使用的关键字。
  函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。

输入
["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
输出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]

解释
LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1);    // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废，缓存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2);    // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废，缓存是 {4=4, 3=3}
lRUCache.get(1);    // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3);    // 返回 3
lRUCache.get(4);    // 返回 4

> 思路

class Node{
public:
    int key;
    int value;
    Node* pre,* next;
    Node(int k,int v){
        this->key = k;
        this->value = v;
    }
};
//必须实现的功能 删除头节点、删除某个存在的节点，并在尾部添加、返回链表长度
class DoubleList{
private:
    Node* head;
    Node* tril;
    int size;
public:
    DoubleList(){
        head = new Node(0,0);
        tril = new Node(0,0);
        head->next = tril;
        tril->pre = head;
        size = 0;
    }
    int RuturnSize(){
        return size;
    }
    void AddNode(Node* x){
        x -> pre = tril -> pre;
        x -> next = tril;
        tril -> pre -> next = x;
        tril -> pre = x;
        size++;
    }
    void remove(Node* x){
        x->pre->next = x->next;
        x->next->pre = x->pre;
        size--;
    }
    Node* removeFirst(){
        if(size < 1)  return nullptr; 
        Node* first = head->next;
        remove(first);
        //返回key 便于在map中删除键值对
        return first;
    }
};

class LRUCache {
private:
    int cap;
    map<int,Node*> mp;
    DoubleList cache;
public:
    LRUCache(int capacity) {
        cap = capacity;
    }
    
    int get(int key) {
        //查找value
        auto iter = mp.find(key);
        if(iter == mp.end()){
            return -1;
        }
        else{
            Node* node = iter->second;
            //更新cache
            cache.remove(node);
            cache.AddNode(node);
            return node->value;
        }
    }
    
    void put(int key, int value) {
        int r = get(key);
        if(r != -1){
            //变更其数据值
            Node* node = mp[key];
            node->value = value;
            return;
        }
        else{
            //插入k-v
            if(cache.RuturnSize() == cap){
                //去掉最久未使用的关键字
                Node* node = cache.removeFirst();
                mp.erase(node->key);
            }
            Node* newnode = new Node(key,value);
            cache.AddNode(newnode);
            mp.insert({key,newnode});
        }
    }
};

/**
 * Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
 * LRUCache* obj = new LRUCache(capacity);
 * int param_1 = obj->get(key);
 * obj->put(key,value);
 */