運用你所掌握的資料結構，設計和實現一個 LRU (最近最少使用) 快取機制。它應該支援以下操作： 獲取資料 get 和 寫入資料 put 。

獲取資料 get(key) - 如果關鍵字 (key) 存在於快取中，則獲取關鍵字的值（總是正數），否則返回 -1。
寫入資料 put(key, value) - 如果關鍵字已經存在，則變更其資料值；如果關鍵字不存在，則插入該組「關鍵字/值」。當快取容量達到上限時，它應該在寫入新資料之前刪除最久未使用的資料值，從而為新的資料值留出空間。

示例:

解

方法一：雜湊表 + 雙向連結串列

雙向連結串列按照被使用的順序儲存了這些鍵值對，靠近頭部的鍵值對是最近使用的，而靠近尾部的鍵值對是最久未使用的。

雜湊表即為普通的雜湊對映（HashMap），通過快取資料的鍵對映到其在雙向連結串列中的位置。

class LRUCache {

    private int capacity;
    private int size;

    private Map<Integer, DLinkedNode> cache = new HashMap();

    private DLinkedNode head,tail;

    class DLinkedNode {
        int key;
        int value;
        DLinkedNode prev;
        DLinkedNode next;
        
 
public DLinkedNode() {}
        public DLinkedNode(int _key, int _value) {key = _key; value = _value;}
    }


    public LRUCache(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
        head = new DLinkedNode();
        tail = new DLinkedNode();
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }
    
    
 
public int get(int key) {
         DLinkedNode node = cache.get(key);
         if(node == null) {
             return -1;
         } else {
             moveToHead(node);
             return node.value;
         }
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if(node == null) {
            DLinkedNode newNode = new DLinkedNode(key, value);
            cache.put(key, newNode);
            addToHead(newNode);
            size++;
            if(size > capacity) {
                DLinkedNode tailNode = removeTail();
                cache.remove(tailNode.key);
                size --;
            }
        } else {
            node.value = value;
            moveToHead(node);
        }
    }

    private void addToHead(DLinkedNode node) {
        DLinkedNode preSecondNode = head.next;
        head.next = node;
        node.prev = head;
        preSecondNode.prev = node;
        node.next = preSecondNode;
    }

    private void moveToHead(DLinkedNode node) {
        DLinkedNode appendPrevNode = node.prev;
        DLinkedNode appendNextNode = node.next;
        appendPrevNode.next = appendNextNode;
        appendNextNode.prev = appendPrevNode;
        DLinkedNode preSecondNode = head.next;
        head.next = node;
        node.prev = head;
        node.next = preSecondNode;
        preSecondNode.prev = node;

    }

    private DLinkedNode removeTail() {
        DLinkedNode tailNode = tail.prev;
        DLinkedNode pretailNode = tailNode.prev;
        tail.prev = pretailNode;
        pretailNode.next = tail;
        return tailNode;
    }
   
}