設(shè)計一個基于紅黑樹的C++通用緩存系統(tǒng)

紅黑樹是一種自平衡的二叉搜索樹，可以用于實現(xiàn)高效的查找、插入和刪除操作。結(jié)合紅黑樹和緩存系統(tǒng)可以實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)存儲和檢索。下面是一個基于紅黑樹的C++通用緩存系統(tǒng)的簡單實現(xiàn)：

#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(shù)據(jù)，使用std::list作為LRU鏈表用于維護(hù)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(shù)據(jù)。同時使用紅黑樹的特性，保證了數(shù)據(jù)的快速查找和LRU緩存的實現(xiàn)。

這是一個簡單的示例代碼，實際中可以根據(jù)具體需求進(jìn)一步完善和優(yōu)化。