157 lines
3.5 KiB
TypeScript
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TypeScript
import { DoublyLinkedList, DoublyLinkedListNode } from './doublyLinkedList';
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/**
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* LRU缓存项
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*
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* @template K 键的类型
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* @template V 值的类型
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*/
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interface LruCacheItem<K, V> {
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key: K;
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value: V;
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}
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/**
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* LRU (Least Recently Used) 缓存实现
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* 使用双向链表 + Map 实现 O(1) 时间复杂度的所有操作
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*
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* @template K 键的类型
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* @template V 值的类型
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*/
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export class LruCache<K, V> {
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private readonly maxSize: number;
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private readonly cache = new Map<K, DoublyLinkedListNode<LruCacheItem<K, V>>>();
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private readonly lru = new DoublyLinkedList<LruCacheItem<K, V>>();
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/**
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* 创建LRU缓存实例
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*
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* @param maxSize 最大缓存大小
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*/
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constructor(maxSize: number) {
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if (maxSize <= 0) {
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throw new Error('Max size must be greater than 0');
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}
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this.maxSize = maxSize;
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}
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/**
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* 获取缓存值
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*
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* @param key 键
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* @returns 缓存的值，如果不存在则返回undefined
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*/
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get(key: K): V | undefined {
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const node = this.cache.get(key);
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if (node) {
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// 将访问的节点移动到链表尾部（最近使用）
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this.lru.moveToLast(node);
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return node.data.value;
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}
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return undefined;
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}
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/**
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* 设置缓存值
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*
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* @param key 键
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* @param value 值
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* @param onEvict 当有项目被驱逐时的回调函数
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*/
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set(key: K, value: V, onEvict?: (evictedKey: K, evictedValue: V) => void): void {
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const existingNode = this.cache.get(key);
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// 如果键已存在，更新值并移动到最近使用
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if (existingNode) {
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existingNode.data.value = value;
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this.lru.moveToLast(existingNode);
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return;
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}
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// 如果缓存已满，移除最少使用的项
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if (this.cache.size >= this.maxSize) {
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const oldestNode = this.lru.first;
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if (oldestNode) {
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const { key: evictedKey, value: evictedValue } = oldestNode.data;
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this.cache.delete(evictedKey);
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this.lru.removeFirst();
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if (onEvict) {
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onEvict(evictedKey, evictedValue);
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}
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||
}
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||
}
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// 添加新项到链表尾部（最近使用）
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const newNode = this.lru.addLast({ key, value });
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this.cache.set(key, newNode);
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}
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/**
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* 检查键是否存在
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*
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* @param key 键
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* @returns 是否存在
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*/
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has(key: K): boolean {
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return this.cache.has(key);
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}
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/**
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* 删除指定键的缓存
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||
*
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||
* @param key 键
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* @returns 是否成功删除
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||
*/
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delete(key: K): boolean {
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||
const node = this.cache.get(key);
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||
if (node) {
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||
this.cache.delete(key);
|
||
this.lru.remove(node);
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return true;
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}
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return false;
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||
}
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/**
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* 清空缓存
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||
*
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* @param onEvict 清空时对每个项目的回调函数
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||
*/
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clear(onEvict?: (key: K, value: V) => void): void {
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if (onEvict) {
|
||
this.lru.forEach(item => {
|
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onEvict(item.key, item.value);
|
||
});
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}
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||
this.cache.clear();
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||
this.lru.clear();
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||
}
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/**
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* 获取缓存大小
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*
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* @returns 当前缓存项数量
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*/
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get size(): number {
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return this.cache.size;
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}
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/**
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* 获取所有键
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||
*
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||
* @returns 所有键的数组，按最近使用顺序排列（从最少使用到最近使用）
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||
*/
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keys(): K[] {
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return this.lru.toArray().map(item => item.key);
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||
}
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||
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||
/**
|
||
* 获取所有值
|
||
*
|
||
* @returns 所有值的数组，按最近使用顺序排列（从最少使用到最近使用）
|
||
*/
|
||
values(): V[] {
|
||
return this.lru.toArray().map(item => item.value);
|
||
}
|
||
} |