LRU快取

題目連結：https://leetcode-cn.com/problems/lru-cache/

雙向連結串列+map

map用來確定連結串列中是否存在此key的節點

雙向連結串列用來實際儲存

每次get，都把get的節點放到連結串列頭部

每次put，兩種情況

• key存在，更新value，此節點移到頭部
• key不存在，構建新節點，加入頭部，此時需要判斷新加入節點後是否需要淘汰一個節點，如果需要淘汰，按照lru原則，淘汰最近最久沒有使用的尾部節點

效能分析：

時間複雜度：get和put都是O(1)

空間複雜度：O(capacity),capacity是容量

type LinkNode struct {
	key,value int
	pre,next *LinkNode
}

type LRUCache struct {
	size int
	capacity int
	cache map[int]*LinkNode
	head,tail *LinkNode
}

func initLinkNode(key,value int) *LinkNode{
	return &LinkNode{
		key:   key,
		value: value,
	}
}

func Constructor(capacity int)LRUCache{
	lruc:=LRUCache{
		capacity: capacity,
		cache:    make(map[int]*LinkNode),
		head:     initLinkNode(0,0), // 虛擬頭節點
		tail:     initLinkNode(0,0), // 虛擬尾節點
	}
	// 串聯虛擬頭尾節點
	lruc.head.next=lruc.tail
	lruc.head.pre=lruc.head
	return lruc
}

// 在頭部新增節點
func (this *LRUCache) addToHead(node *LinkNode){
	node.next=this.head.next
	node.pre=this.head
	this.head.next.pre=node
	this.head.next=node
}
// 移動節點到頭部
func (this *LRUCache) moveToHead(node *LinkNode){
	// 先刪除節點，然後將節點新增在頭部
	this.removeNode(node)
	this.addToHead(node)
}
// 刪除節點
func (this *LRUCache) removeNode(node *LinkNode){
	node.pre.next=node.next
	node.next.pre=node.pre
}
// 刪除尾部節點(非虛擬節點) 返回被刪掉的節點
func (this *LRUCache) removeTail() *LinkNode{
	node:=this.tail.pre
	this.removeNode(node)
	return node
}
func (this *LRUCache) Get(key int) int{
	if _,ok:=this.cache[key];!ok{
		return -1
	}
	node:=this.cache[key]

	// 每次get 都將其提到頭部
	this.moveToHead(node)

	return node.value
}

func (this *LRUCache) Put(key,value int) {

	if _,ok:=this.cache[key];!ok{
		// key不存在 直接加入到頭部 並更新map資訊和size資訊
		node:=initLinkNode(key,value)

		this.addToHead(node)
		this.cache[key]=node
		this.size++

		// 滿了，需要驅逐一個元素，選擇驅逐尾部元素，同步更新map和size資訊
		if this.size>this.capacity{
			remove:=this.removeTail()
			delete(this.cache,remove.key)
			this.size--
		}
	}else {
		// key存在 更新value值並提到頭部
		node:=this.cache[key]
		node.value=value
		this.moveToHead(node)
	}
}