lru算法用c语言的实现

时间: 2023-10-25 16:03:39 浏览: 119
LRU(Least Recently Used)算法是一种缓存淘汰算法,它的基本思想是根据数据的使用频率来淘汰最近最少使用的数据。以下是用C语言实现LRU算法的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义LRU结点的结构体 typedef struct Node { int key; // 结点的键 int value; // 结点的值 struct Node* next; // 指向下一个结点的指针 struct Node* prev; // 指向前一个结点的指针 } Node; // 定义LRU缓存的结构体 typedef struct LRUCache { int capacity; // 缓存的容量 int size; // 缓存的当前大小 Node* head; // 指向链表头节点的指针 Node* tail; // 指向链表尾节点的指针 Node** hashmap; // 哈希表,保存结点的指针 } LRUCache; // 初始化LRU缓存 LRUCache* lRUCacheCreate(int capacity) { LRUCache* cache = (LRUCache*)malloc(sizeof(LRUCache)); cache->capacity = capacity; cache->size = 0; cache->head = NULL; cache->tail = NULL; cache->hashmap = (Node**)calloc(capacity, sizeof(Node*)); return cache; } // 获取LRU缓存中指定key对应的value int lRUCacheGet(LRUCache* obj, int key) { if (obj->hashmap[key] == NULL) { return -1; } // 将访问的结点移到链表头部 Node* node = obj->hashmap[key]; if (node != obj->head) { if (node == obj->tail) { obj->tail = obj->tail->prev; } else { node->next->prev = node->prev; node->prev->next = node->next; } node->next = obj->head; node->prev = NULL; obj->head->prev = node; obj->head = node; } return node->value; } // 向LRU缓存中插入新的key-value对 void lRUCachePut(LRUCache* obj, int key, int value) { if (obj->hashmap[key] == NULL) { // 如果缓存已满,删除最近最少使用的结点 if (obj->size == obj->capacity) { Node* tail = obj->tail; obj->hashmap[tail->key] = NULL; obj->tail = tail->prev; if (obj->tail != NULL) { obj->tail->next = NULL; } else { obj->head = NULL; } free(tail); obj->size--; } // 创建新的结点并加入链表头部 Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node)); node->key = key; node->value = value; node->next = obj->head; node->prev = NULL; if (obj->head != NULL) { obj->head->prev = node; } else { obj->tail = node; } obj->head = node; obj->hashmap[key] = node; obj->size++; } else { // 更新结点的值并移到链表头部 Node* node = obj->hashmap[key]; node->value = value; if (node != obj->head) { if (node == obj->tail) { obj->tail = obj->tail->prev; } else { node->next->prev = node->prev; node->prev->next = node->next; } node->next = obj->head; node->prev = NULL; obj->head->prev = node; obj->head = node; } } } // 释放LRU缓存的内存 void lRUCacheFree(LRUCache* obj) { Node* curr = obj->head; while (curr != NULL) { Node* tmp = curr->next; free(curr); curr = tmp; } free(obj->hashmap); free(obj); } int main() { LRUCache* cache = lRUCacheCreate(2); lRUCachePut(cache, 1, 1); lRUCachePut(cache, 2, 2); printf("%d\n", lRUCacheGet(cache, 1)); // 输出1 lRUCachePut(cache, 3, 3); printf("%d\n", lRUCacheGet(cache, 2)); // 输出-1 lRUCachePut(cache, 4, 4); printf("%d\n", lRUCacheGet(cache, 1)); // 输出-1 printf("%d\n", lRUCacheGet(cache, 3)); // 输出3 printf("%d\n", lRUCacheGet(cache, 4)); // 输出4 lRUCacheFree(cache); return 0; } ``` 以上代码是用C语言实现LRU算法的简单示例,包括创建缓存、获取键对应的值、插入新的键值对以及释放内存的功能。代码中使用了双向链表和哈希表来实现LRU缓存,保证了缓存的快速查找和结点的插入/删除操作。在main函数中演示了LRU缓存的使用过程,并输出了一些操作的结果。
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