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PHP实现LRU算法解析

时间:2022-09-19 编辑:坚强 来源:一聚教程网

本文讲解的是关于PHP实现LRU算法解析,本文通过详细的内容和代码为大家呈现,感兴趣的小伙伴快来一起学习学习吧。

基本原理

假设 序列为 4 3 4 2 3 1 4 2物理块有3个 则首轮 4调入内存 4次轮 3调入内存 3 4之后 4调入内存 4 3之后 2调入内存 2 4 3之后 3调入内存 3 2 4之后 1调入内存 1 3 2(因为最少使用的是4,所以丢弃4)之后 4调入内存 4 1 3(原理同上)最后 2调入内存 2 4 1

规律就是,如果新存入或者访问一个值,则将这个值放在队列开头。如果存储容量超过上限cap,那么删除队尾元素,再存入新的值。

整体设计

用数组保存缓存对象(Node);

缓存对象(Node)之间通过nextKey,preKey组成一个双向链表;

保存链表头 跟尾;

处理流程

主要代码

Node 节点类

/**
 * 缓存值保存类,
 * Class Node
 * @package appcommonmodel
 */
class Node{
    private $preKey=null;//链表前一个节点
    private $nextKey=null;//链表后一个节点
    private $value=null;//当前的值
    private $key=null;//当前key


    public function __construct(string  $key,$value)
{
        $this->value=$value;
        $this->key=$key;
    }

    public function setPreKey($preValue){
        $this->preKey=$preValue;
    }
    public function setNextKey($nextValue){
        $this->nextKey=$nextValue;
    }

    public function getPreKey(){
        return $this->preKey;
    }

    public function getNextKey(){
        return $this->nextKey;
    }

    public function getValue(){
        return $this->value;
    }

    public function setValue($value){
        $this->value=$value;
    }

    public function setKey(string  $key){
        $this->key=$key;
    }

    public function getKey(){
        return $this->key;
    }
}

缓存类

/**
 * 实现lru缓存
 * Class LruCache
 * @package appcommonmodel
 */
class LruCache
{
    public $cacheTable =[];
    private $headNode=null;
    private $lastNode=null;
    private $cacheCount=0;
    private $cacheMax=100;


    /**
     * 测试输出使用
     */
    public function dumpAllData(){
        if (!empty($this->headNode)){
            $node=$this->headNode;
            while (!empty($node)){
                echo 'key='.$node->getKey().'  nextKey='.(empty($node->getNextKey())?'null':$node->getNextKey()->getKey()).' preKey='.(empty($node->getPreKey())?'null':$node->getPreKey()->getKey()).' value='.$node->getValue()."
"; $node=$node->getNextKey(); } } } /** * @param int $count */ public function setCacheMax(int $count){ $this->cacheMax=$count; } /** * @param string $key * @param $value * @return bool */ public function set(string $key,$value){ //设置值为null,则认为删除缓存节点 if ($value===null){ $this->del($key); return true; } //判断是否存在表中,存在则更新连表 if (!empty($this->cacheTable[$key])){ $this->updateList($key); return true; } //先判断是否要删除 $this->shiftNode(); $this->addNode($key,$value); return true; } /** * @param string $key * @return bool */ public function del(string $key){ if (!empty($this->cacheTable[$key])){ $node=&$this->cacheTable[$key]; //摘出节点 $this->jumpNode($node); //置空删除 $node->setPreKey(null); $node->setNextKey(null); unset($this->cacheTable[$key]); return true; } return false; } /** * @param string $key * @return null */ public function get(string $key){ if (!empty($this->cacheTable[$key])){ $this->updateList($key); return $this->cacheTable[$key]->getValue(); } return null; } //直接添加节点 private function addNode($key,$value){ $addNode=new Node($key,$value); if (!empty($this->headNode)){ $this->headNode->setPreKey($addNode); } $addNode->setNextKey($this->headNode); //第一次保存最后一个节点为头节点 if ($this->lastNode==null){ $this->lastNode=$addNode; } $this->headNode=$addNode; $this->cacheTable[$key]=$addNode; $this->cacheCount++; } //主动删超出的缓存 private function shiftNode(){ while ($this->cacheCount>=$this->cacheMax){ if (!empty($this->lastNode)){ if (!empty($this->lastNode->getPreKey())){ $this->lastNode->getPreKey()->setNextKey(null); } $lastKey=$this->lastNode->getKey(); unset($this->cacheTable[$lastKey]); } $this->cacheCount--; } } //更新节点链表 private function updateList($key){ //这里需要使用引用传值 $node=&$this->cacheTable[$key]; //当前结点为头结点 直接不用处理 if ($this->headNode===$node){ return true; } //摘出结点 $this->jumpNode($node); //跟头结点交换 $node->setNextKey($this->headNode); $this->headNode->setPreKey($node); $node->setPreKey(null); $this->headNode=$node; return true; } //将某个节点摘出来 private function jumpNode(Node &$node){ if (!empty($node->getPreKey())){ $node->getPreKey()->setNextKey($node->getNextKey()); } if (!empty($node->getNextKey())){ $node->getNextKey()->setPreKey($node->getPreKey()); } //如果是最后一个节点,则更新最后节点为它的前节点 if ($node->getNextKey()==null){ $this->lastNode=$node->getPreKey(); } //如果是头结点 if ($node->getPreKey()==null){ $this->headNode=$node->getNextKey(); } } }

测试代码

public function tt(){
    $cath=model("LruCache");
    $cath->setCacheMax(3);
    $cath->set("aa","aaaaaaaaaaa");
    $cath->set("bb","bbbbbbbbbbbb");
    $cath->set("cc","ccccccccccccc");
    $cath->get("aa");

    //        $cath->dumpAllData();
    $cath->set("dd","ddddddddddddd");
    //        $cath->del("cc");
    //        var_dump($cath->cacheTable);
    $cath->dumpAllData();
    exit();

}

其实php的数组就是有序的,也可以直接用php数组实现,这里只是提供一个实现的思路,仅供参考哈!

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