LRU算法Python实现

/* 缓存容量为 2 */
LRUCache cache = new LRUCache(2);
// 你可以把 cache 理解成一个队列
// 假设左边是队头，右边是队尾
// 最近使用的排在队头，久未使用的排在队尾
// 圆括号表示键值对 (key, val)

cache.put(1, 1);
// cache = [(1, 1)]
cache.put(2, 2);
// cache = [(2, 2), (1, 1)]
cache.get(1);       // 返回 1
// cache = [(1, 1), (2, 2)]
// 解释：因为最近访问了键 1，所以提前至队头
// 返回键 1 对应的值 1
cache.put(3, 3);
// cache = [(3, 3), (1, 1)]
// 解释：缓存容量已满，需要删除内容空出位置
// 优先删除久未使用的数据，也就是队尾的数据
// 然后把新的数据插入队头
cache.get(2);       // 返回 -1 (未找到)
// cache = [(3, 3), (1, 1)]
// 解释：cache 中不存在键为 2 的数据
cache.put(1, 4);    
// cache = [(1, 4), (3, 3)]
// 解释：键 1 已存在，把原始值 1 覆盖为 4
// 不要忘了也要将键值对提前到队头

‘‘‘
方法一
class LRUCache:
    #@param capacity,an integer
    def __init__(self,capacity):
        self.cache ={}
        self.used_list=[]
        self.capacity = capacity
    #@return an integer
    def get(self,key):
        if key in self.cache:
            #使用一个list来记录访问的顺序，最先访问的放在list的前面，最后访问的放在list的后面，故cache已满时，则删除list[0]，然后插入新项；
            if key != self.used_list[-1]:
                self.used_list.remove(key)
                self.used_list.append(key)
            return self.cache[key]
        else:
            return -1
    def put(self,key,value):
        if key in self.cache:
            self.used_list.remove(key)
        elif len(self.cache) == self.capacity:
            self.cache.pop(self.used_list.pop(0))
        self.used_list.append(key)
        self.cache[key] = value
‘‘‘
 
#方法二：
import collections
 
#基于orderedDict实现
class LRUCache(collections.OrderedDict):
    ‘‘‘
    function:利用collection.OrdereDict数据类型实现最近最少使用的算法
    OrdereDict有个特殊的方法popitem(Last=False)时则实现队列，弹出最先插入的元素
    而当Last=True则实现堆栈方法，弹出的是最近插入的那个元素。
    实现了两个方法：get(key)取出键中对应的值，若没有返回None
    set(key,value)更具LRU特性添加元素
    ‘‘‘
    def __init__(self,size=5):
        self.size = size
        self.cache = collections.OrderedDict()#有序字典
 
    def get(self,key):
        if key in self.cache.keys():
            #因为在访问的同时还要记录访问的次数（顺序）
            value = self.cache.pop(key)
            #保证最近访问的永远在list的最后面
            self.cache[key] = value
            return value
        else:
            value = None
            return value
 
    def put(self,key,value):
        if key in self.cache.keys():
            self.cache.pop(key)
            self.cache[key] = value
        elif self.size == len(self.cache):
            self.cache.popitem(last=False)
            self.cache[key] = value
        else:
            self.cache[key] = value
 
if __name__ == ‘__main__‘:
    test = LRUCache()
    test.put(‘a‘,1)
    test.put(‘b‘,2)
    test.put(‘c‘,3)
    test.put(‘d‘,4)
    test.put(‘e‘,5)
    # test.put(‘f‘,6)
    print (test.get(‘a‘))