LRU 缓存机制

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。
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) 如果关键字已经存在，则变更其数据值；如果关键字不存在，则插入该组「关键字-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久未使用的数据值，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：

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

LRU 介绍

LRU全称是Least Recently Used，即最近最少使用

设计原则是：如果一个数据在最近一段时间没有被访问到，那么在将来它被访问的可能性也很小。也就是说，当限定的空间已存满数据时，应当把最久没有被访问到的数据淘汰

新数据插入到链表头部；
每当缓存命中（即缓存数据被访问），则将数据移到链表头部；
当链表满的时候，将链表尾部的数据丢弃。

map + 迭代器

思路

创建map来保存数据
get：访问某key，访问完要将其放在最后。若key存在，先保存value值，删除key，再添加key，最后返回保存的value值。若key不存在，返回-1
put：新加一个key，要将其放在最后。所以，若key已经存在，先删除，再添加。如果容量超出范围了，将map中的头部删除。

如何删除map中的头部key：

map.keys()返回一个迭代器

这个迭代器调用next()方法，返回包含迭代器返回的下一个值，存在value属性中

let map = new Map()
map.set(1, 1)
map.set(2, 2)
console.log(map) {{1, 1}, {2, 2}}
console.log(map.keys().next().value) 1

代码

class LRUCache {
  constructor(capacity) {
    this.capacity = capacity;
    this.cache = new Map();
  }
  get(key) {
    if (this.map.has(key)) {
      // 在访问的同时，要将其调整位置，放置在最后
      const value = this.cache.get(key);
      // 先删除，再添加
      this.cache.delete(key);
      this.cache.set(key, value);
      // 返回访问的值
      return value;
    } 
    // 不存在，返回-1
    return -1;
  }
  put(key, value) {
    // 要将其放在最后，所以若存在key，先删除
    if (this.cache.has(key)) this.cache.delete(key);
    // 设置key、value
    this.cache.set(key, value);
    if (this.cache.size > this.capacity) {
      // 若超出范围，将map中头部的删除
      // map.keys()返回一个迭代器
      // 迭代器调用next()方法，返回包含迭代器返回的下一个值，在value中
      this.cache.delete(this.cache.keys().next().value);
    }
  }
}

复杂度

时间复杂度：对于 put 和 get 都是 O(1)
空间复杂度：O(capacity)