循环队列实现一个缓存C语言

循环队列是一种特殊的线性表结构，它通过将队列的头部和尾部链接在一起形成了一个圆环，使得插入和删除操作可以在队列的一端进行，而不会因为满或空而导致数据丢失。在实现一个简单的循环队列作为缓存（LRU Cache，最近最少使用）时，我们需要考虑以下几个关键部分：

1. **定义结构体**：

typedef struct {
    int capacity; // 队列最大容量
    int front;    // 队头指针
    int rear;     // 队尾指针
    int count;    // 当前元素个数
    int* cache;   // 存放数据的数组
} LRUCache;

2. **初始化**：

LRUCache* createLRU(int capacity) {
    LRUCache* cache = (LRUCache*)malloc(sizeof(LRUCache));
    cache->capacity = capacity;
    cache->front = -1;
    cache->rear = -1;
    cache->count = 0;
    cache->cache = (int*)malloc(capacity * sizeof(int));
    return cache;
}

3. **入队操作**（当添加新元素时，替换最久未使用的元素）：

void enqueue(LRUCache* cache, int key, int value) {
    if (cache->count == cache->capacity) {
        int removed_key = cache->cache[cache->front]; // 移除最久未访问的元素
        // ... 这里可以记录移除时间或位置等信息
        cache->front = (cache->front + 1) % cache->capacity; // 更新队头
    }
    cache->cache[cache->rear] = key;       // 插入新元素
    cache->cache[cache->front] = value;      // 如果队首也是新元素，则更新队首值
    cache->rear = (cache->rear + 1) % cache->capacity; // 更新队尾
    cache->count++;
}

4. **出队操作**（返回并删除最常用元素）：

int dequeue(LRUCache* cache, int key) {
    if (cache->count == 0) return -1; // 队列为空

    int target_key = cache->cache[cache->front];
    if (key == target_key) {
        // ... 更新删除时间或位置
        int removed_key = cache->cache[cache->front];
        cache->front = (cache->front + 1) % cache->capacity;
        cache->count--;
        return removed_key;
    } else {
        // 没有找到指定key，遍历查找
        for (int i = cache->front + 1; i != cache->rear; i = (i + 1) % cache->capacity) {
            if (cache->cache[i] == key) {
                // ... 更新删除时间和位置
                int removed_key = cache->cache[i];
                swap(cache->cache[i], cache->cache[cache->rear]); // 将要删除的元素移动到队尾
                cache->rear = (cache->rear + 1) % cache->capacity;
                cache->count--;
                return removed_key;
            }
        }
        return -1; // 未找到
    }
}

5. **其他辅助函数**（如交换两个元素、释放内存等）