iOS LRU 缓存算法实现详解及示例代码

iOS 中实现 LRU 算法的方法如下：

1. 创建一个 NSMutableDictionary 对象，用于存储缓存数据。
2. 将每个新的缓存数据添加到 NSMutableDictionary 对象中，并将其设置为最近使用的数据。
3. 当需要访问缓存数据时，首先检查 NSMutableDictionary 对象中是否存在该数据。
4. 如果存在该数据，则将其从 NSMutableDictionary 对象中移动到最近使用的位置。
5. 如果 NSMutableDictionary 对象中的数据量超过了预设值，则删除最旧的数据。
6. 在应用程序退出时，将 NSMutableDictionary 对象中的数据保存到磁盘上，以便下次启动应用程序时可以恢复缓存数据。

下面是一个示例代码：

@interface LRUCache : NSObject

@property (nonatomic, assign) NSUInteger capacity;
@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *cache;
@property (nonatomic, strong) NSMutableOrderedSet *orderedKeys;

- (instancetype)initWithCapacity:(NSUInteger)capacity;

- (id)objectForKey:(id)key;
- (void)setObject:(id)object forKey:(id)key;
- (void)removeObjectForKey:(id)key;
- (void)clearCache;

@end

@implementation LRUCache

- (instancetype)initWithCapacity:(NSUInteger)capacity {
    self = [super init];
    if (self) {
        _capacity = capacity;
        _cache = [NSMutableDictionary dictionary];
        _orderedKeys = [NSMutableOrderedSet orderedSet];
    }
    return self;
}

- (id)objectForKey:(id)key {
    id object = [self.cache objectForKey:key];
    if (object) {
        // 将数据移动到最近使用的位置
        [self.orderedKeys removeObject:key];
        [self.orderedKeys addObject:key];
    }
    return object;
}

- (void)setObject:(id)object forKey:(id)key {
    if (object && key) {
        // 将新数据添加到最近使用的位置
        [self.orderedKeys removeObject:key];
        [self.orderedKeys addObject:key];
        
        // 删除最旧的数据
        if (self.orderedKeys.count > self.capacity) {
            id oldestKey = [self.orderedKeys firstObject];
            [self.cache removeObjectForKey:oldestKey];
            [self.orderedKeys removeObject:oldestKey];
        }
        
        // 存储新数据
        [self.cache setObject:object forKey:key];
    }
}

- (void)removeObjectForKey:(id)key {
    [self.cache removeObjectForKey:key];
    [self.orderedKeys removeObject:key];
}

- (void)clearCache {
    [self.cache removeAllObjects];
    [self.orderedKeys removeAllObjects];
}

@end

在上面的示例代码中，LRUCache 类包含了一个 NSMutableDictionary 对象和一个 NSMutableOrderedSet 对象，用于实现 LRU 算法。具体实现中，LRUCache 类提供了以下方法：

• initWithCapacity: 初始化方法，用于指定缓存的容量。
• objectForKey: 获取指定 key 的缓存数据，如果存在，则将其从 NSMutableOrderedSet 对象中移动到最近使用的位置。
• setObject:forKey: 存储指定 key 的缓存数据，如果 NSMutableDictionary 对象中的数据量超过了预设值，则删除最旧的数据。
• removeObjectForKey: 删除指定 key 的缓存数据。
• clearCache: 清除缓存中的所有数据。