LRUCache算法的简单实现

LRU是Least Recently Used的缩写，意为最近最少使用算法。

LRUCache是一种常用的缓存替换算法，根据使用率淘汰数据，即使用率最小的会被淘汰，通常会用一个双向链表来实现，在这个双向链表中，如果一个cache被命中，则将这个数据移动到链表的头部，而不经常使用的cache就会逐渐移向链表的尾部，我们会给这个链表设置一个大小作为该双向链表的最大容量，当链表达到最大容量时，就取出链表尾部的一个数据丢掉。

缓存里存放的一般是键值对，就是 key / value的结构，最简单的LRUCache大致有两种操作：

一种是get(key)，这个方法是从缓存里查找是否有key的元素，有的话返回其value值， 没有的话返回-1。

一种是set(key, value)，这个方法是，若缓存里没有key的元素，那么放到缓存里，如果缓存已经满了，将最不常用的那个（key, value）给移除，再把新元素放进去，并插入到链表的头部（最前面）；若缓存里已经有key的元素了，那么更新key的value值，并将更新后的key / value放到最前面。

虽然上述中已经用链表实现了基本操作，但是也会存在一个问题：如果直接用双向链表的话，从缓存中取数时每次都需要遍历链表，这样就会消耗大量的时间，如果采用map实现键值key / value对应，这样就避免了每次查找的时候都要在双向链表中顺序遍历了，很大程度上提高了查找的效率。

下面是一个简单的LRUCache的实现：

templateclass LRUCache {public:LRUCache(int capacity, K ini, T err) {head = new ListNode(ini, err_);tail = new ListNode(ini, err_);head->next = tail;tail->prev = head;max_size = capacity;current_size = 0;err_ = err;}T get(K key) {//auto iter = cacheMap.find(key);unordered_map::iterator iter;iter = cacheMap.find(key);if (iter == cacheMap.end()) {return err_;}else {ListNode* tmp = iter->second;CacheDeleteNode(tmp);CacheInsertHead(tmp);return tmp->value;}}void set(K key, T value) {unordered_map::iterator iter;iter = cacheMap.find(key);if (iter == cacheMap.end()) {if (current_size >= max_size) {ListNode* node_ = tail->prev;cacheMap.erase(node_->key);CacheDeleteNode(node_);delete node_;ListNode* tmp = new ListNode(key, value);CacheInsertHead(tmp);cacheMap[key] = tmp;}else {ListNode* tmp = new ListNode(key, value);CacheInsertHead(tmp);current_size++;cacheMap[key] = tmp;}}else {ListNode* tmp = iter->second;tmp->value = value;CacheDeleteNode(tmp);CacheInsertHead(tmp);}}private:struct ListNode {K key;T value;ListNode* prev;ListNode* next;ListNode(K k_, T v_) :key(k_), value(v_), prev(NULL), next(NULL) {}};void CacheInsertHead(ListNode* node) {node->next = head->next;node->prev = head;head->next->prev = node;head->next = node;}void CacheDeleteNode(ListNode* node) {node->prev->next = node->next;node->next->prev = node->prev;//delete node;}private:int max_size;int current_size;unordered_map cacheMap;ListNode* head;ListNode* tail;T err_;};