Python实现LRU算法

在第一节中已经实现了 双向链表DoubleLinkedList类 ，本节我们基于双向链表实现LRU（Least Recently Used最近最少使用）缓存置换算法。Redis的淘汰机制就包括LRU算法，用来淘汰那些最近最少使用的数据，具体怎么使用可在redis的配置文件中设置。

一、LRU算法的实现

逻辑很简单，get和put两种操作，其中get时如果元素存在则将节点从当前位置移到链表头部，表示最近被访问到的节点；put时也是，不管节点之前存不存在都要移动到链表头部。同样通过一个map来实现查找时的O(1)复杂度。

class LRUCache(object):

? ? def __init__(self, capacity=0xffffffff):
? ? ? ? """
? ? ? ? LRU缓存置换算法 最近最少使用
? ? ? ? :param capacity:
? ? ? ? """
? ? ? ? self.capacity = capacity
? ? ? ? self.size = 0
? ? ? ? self.map = {}
? ? ? ? self.list = DoubleLinkedList(capacity)

? ? def get(self, key):
? ? ? ? """
? ? ? ? 获取元素
? ? ? ? ? ? 获取元素不存在 返回None
? ? ? ? ? ? 获取元素已存在 将节点从当前位置删除并添加至链表头部
? ? ? ? :param key:
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? # 元素不存在
? ? ? ? if key not in self.map:
? ? ? ? ? ? return None

? ? ? ? node = self.map.get(key)
? ? ? ? self.list.remove(node)
? ? ? ? self.list.append_front(node)

? ? ? ? return node.value

? ? def put(self, key, value):
? ? ? ? """
? ? ? ? 添加元素
? ? ? ? ? ? 被添加的元素已存在 更新元素值并已到链表头部
? ? ? ? ? ? 被添加的元素不存在
? ? ? ? ? ? ? ? 链表容量达到上限 删除尾部元素
? ? ? ? ? ? ? ? 链表容量未达上限 添加至链表头部
? ? ? ? :param key:
? ? ? ? :param value:
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? if key in self.map:
? ? ? ? ? ? node = self.map.get(key)
? ? ? ? ? ? node.value = value
? ? ? ? ? ? self.list.remove(node)
? ? ? ? ? ? self.list.append_front(node)
? ? ? ? else:
? ? ? ? ? ? if self.size >= self.capacity:
? ? ? ? ? ? ? ? old_node = self.list.remove()
? ? ? ? ? ? ? ? del self.map[old_node.key]
? ? ? ? ? ? ? ? self.size -= 1

? ? ? ? ? ? node = Node(key, value)
? ? ? ? ? ? self.map[key] = node
? ? ? ? ? ? self.list.append_front(node)
? ? ? ? ? ? self.size += 1

? ? ? ? return node

? ? def print(self):
? ? ? ? """
? ? ? ? 打印当前链表
? ? ? ? :return:
? ? ? ? """
? ? ? ? self.list.print()

二、测试逻辑

if __name__ == '__main__':
? ? lru_cache = LRUCache(3)
? ? lru_cache.put(1, 1)
? ? lru_cache.print()
? ? lru_cache.put(2, 2)
? ? lru_cache.print()
? ? print(lru_cache.get(1))
? ? lru_cache.print()
? ? lru_cache.put(3, 3)
? ? lru_cache.print()
? ? lru_cache.put(1, 100)
? ? lru_cache.print()
? ? lru_cache.put(4, 4)
? ? lru_cache.print()
? ? print(lru_cache.get(1))
? ? lru_cache.print()

测试结果:

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。

查看更多关于Python实现LRU算法的详细内容...