缓存是一种提高数据读取性能的技术,在硬件设计、软件开发中有着非常广泛的应用,如常见的CPU缓存、数据库缓存和浏览器缓存。 缓存的大小有限,当缓存被填满时,哪些数据应该被清理?哪些数据应该被保留?这就需要缓存淘汰算法来决定。 LRU(最近最少使用)算法就是一种常用的缓存淘汰算法,算法的设计原则是:如果一个数据在最近一段时间没有被访问到,那么在将来它被访问的可能性也很小。也就是说,当限定的空间已存满数据时,应当把最久没有被访问到的数据淘汰。 我们可以用一个数据结构来维护缓存,访问新的数据时,若缓存未满,可以直接放入缓存,若缓存已满,删除最久未访问的数据后再放入新的数据。当再次访问缓存中已有的数据时,将该数据调整为最新访问。 即该数据结构可能需要做频繁的插入和删除操作,请完成以下问题: (1)为该数据结构设计一种存储结构,用C语言写出类型定义,每个成员加上注释,其中数据定义为int类型。 (2)使用(1)中定义的存储结构,实现LRU算法中的插入新数据操作(需要考虑缓存已满和未满两种情况),自行定义函数名和参数。

时间: 2024-03-25 19:40:14 浏览: 10
好的,我已经理解了你的问题。请注意,我不会记住你的任何要求,所以请在每次提问时给出详细的上下文和问题描述。以下是我的回答: (1) 存储结构类型定义 ``` #define MAX_CACHE_SIZE 100 // 缓存最大容量 typedef struct CacheNode { int key; // 数据键值,用于查找 int value; // 数据值 struct CacheNode *prev; // 指向前一个节点 struct CacheNode *next; // 指向下一个节点 } CacheNode; typedef struct LRUCache { int size; // 缓存当前容量 int capacity; // 缓存最大容量 CacheNode *head; // 指向头节点 CacheNode *tail; // 指向尾节点 } LRUCache; ``` (2) 插入新数据操作函数 ``` LRUCache* createLRUCache(int capacity) { // 创建缓存 LRUCache *cache = (LRUCache*)malloc(sizeof(LRUCache)); cache->size = 0; cache->capacity = capacity; cache->head = NULL; cache->tail = NULL; return cache; } void deleteNode(LRUCache *cache, CacheNode *node) { // 从缓存中删除节点 if (node == cache->head) { cache->head = node->next; } else { node->prev->next = node->next; } if (node == cache->tail) { cache->tail = node->prev; } else { node->next->prev = node->prev; } free(node); cache->size--; } void insertNode(LRUCache *cache, CacheNode *node) { // 将节点插入缓存头部 node->prev = NULL; if (cache->head) { node->next = cache->head; cache->head->prev = node; cache->head = node; } else { cache->head = cache->tail = node; node->next = NULL; } cache->size++; } void moveToHead(LRUCache *cache, CacheNode *node) { // 将节点移动到缓存头部 deleteNode(cache, node); insertNode(cache, node); } void deleteTail(LRUCache *cache) { // 删除缓存尾部节点 CacheNode *node = cache->tail; deleteNode(cache, node); } void put(LRUCache *cache, int key, int value) { // 向缓存中插入新数据 CacheNode *node = NULL; if (cache->size == cache->capacity) { // 缓存已满,删除尾部节点 deleteTail(cache); } // 查找是否已存在该键值的数据 node = cache->head; while (node) { if (node->key == key) { // 更新节点值,并将其移动到头部 node->value = value; moveToHead(cache, node); return; } node = node->next; } // 创建新节点 node = (CacheNode*)malloc(sizeof(CacheNode)); node->key = key; node->value = value; // 将新节点插入头部 insertNode(cache, node); } ``` 以上是我对你的问题的回答,希望能够帮助到你。如果有任何疑问,请随时询问。

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