C++ 真正简单的 LRU 缓存的最佳容器

Question

我需要实现一个非常简单的 LRU 缓存来存储内存地址。

• 这些地址的数量是固定的(在运行时)。
• 我只对最近使用的地址感兴趣(我不关心其他元素的顺序)。
• 每个地址都有一个对应的索引号(简单整数)，该索引号不是唯一的并且可以更改。

实现需要以尽可能少的开销运行。除了每个地址之外，还有一个相关的信息结构(包含索引)。

我目前的方法是使用 std::list 来存储地址/信息对和 boost::unordered_multimap 这是索引和相关对象之间的映射列表的迭代器。

以下示例与我的生产代码无关。请注意，这只是为了更好地理解。

struct address_info
{
    address_info() : i(-1) {}
    int i;
    // more ...
};


int main()
{
    int const MAX_ADDR_COUNT = 10,
              MAX_ADDR_SIZE  = 64;

    char** s           = new char*[MAX_ADDR_COUNT];
    address_info* info = new address_info[MAX_ADDR_COUNT]();

    for (int i = 0; i < MAX_ADDR_COUNT; ++i)
        s[i] = new char[MAX_ADDR_SIZE]();

    typedef boost::unordered_multimap<int, std::list<std::pair<address_info, char*>>::const_iterator> index_address_map;

    std::list<std::pair<address_info, char*>> list(MAX_ADDR_COUNT);
    index_address_map                  map;

    {
        int i = 0;
        for (std::list<std::pair<address_info, char*>>::iterator iter = list.begin(); i != MAX_ADDR_COUNT; ++i, ++iter)
            *iter = std::make_pair(info[i], s[i]);
    }

    // usage example:
    // try to find address_info 4
    index_address_map::const_iterator iter = map.find(4);
    if (iter == map.end())
    {
        std::pair<address_info, char*>& lru = list.back();

        if (lru.first.i != -1)
            map.erase(lru.first.i);
        lru.first.i = 4;

        list.splice(list.begin(), list, boost::prior(list.end()));
        map.insert(std::make_pair(4, list.begin()));
    }
    else
        list.splice(list.begin(), list, iter->second);

    for (int i = 0; i < MAX_ADDR_COUNT; ++i)
        delete[] s[i];

    delete[] info;
    delete[] s;

    return 0;
}

Answer 1

通常的建议是为任务挖掘 Boost.MultiIndex:

• 索引0:插入顺序
• 索引 1:元素的键(二进制搜索或哈希)

如果我没记错的话，它甚至在 Boost 站点上进行了演示。