紅黑樹是一種自平衡的二叉搜索樹,可以用于實現高效的查找、插入和刪除操作。結合紅黑樹和緩存系統可以實現高效的數據存儲和檢索。下面是一個基于紅黑樹的C++通用緩存系統的簡單實現:
#include <iostream>
#include <map>
#include <list>
template <typename K, typename V>
class LRUCache {
private:
int capacity;
std::map<K, std::pair<V, typename std::list<K>::iterator>> cacheMap;
std::list<K> lruList;
public:
LRUCache(int capacity) : capacity(capacity) {}
V get(K key) {
if (cacheMap.find(key) == cacheMap.end()) {
return V();
}
// 更新LRU順序
lruList.erase(cacheMap[key].second);
lruList.push_front(key);
cacheMap[key].second = lruList.begin();
return cacheMap[key].first;
}
void put(K key, V value) {
if (cacheMap.find(key) != cacheMap.end()) {
lruList.erase(cacheMap[key].second);
} else if (cacheMap.size() >= capacity) {
cacheMap.erase(lruList.back());
lruList.pop_back();
}
lruList.push_front(key);
cacheMap[key] = {value, lruList.begin()};
}
};
int main() {
LRUCache<int, std::string> cache(2);
cache.put(1, "Hello");
cache.put(2, "World");
std::cout << cache.get(1) << std::endl; // Output: Hello
cache.put(3, "Hi");
std::cout << cache.get(2) << std::endl; // Output: World (被移除)
std::cout << cache.get(3) << std::endl; // Output: Hi
return 0;
}
在以上代碼中,我們定義了一個LRUCache類,其中使用std::map作為緩存存儲數據,使用std::list作為LRU鏈表用于維護最近訪問順序。LRUCache類提供了get和put兩個方法,分別用于獲取和存儲數據。同時使用紅黑樹的特性,保證了數據的快速查找和LRU緩存的實現。
這是一個簡單的示例代碼,實際中可以根據具體需求進一步完善和優化。