splice 是 C++ STL 的 std::list 提供的一个成员函数，用于高效地将一个或多个元素从一个链表移动到另一个链表，或在同一链表内重新排列元素。它不涉及数据的拷贝，而是直接修改链表节点的指针，因此操作非常高效。splice 的功能splice 可以在以下场景中使用：1.	从同一个链表中移动元素到目标位置。2.	从另一个链表中移动元素到当前链表。函数签名splice 有以下几种重载形式：1.	移动整个链表：void splice(iterator pos, list& other);•	pos: 要插入的位置。•	other: 将整个链表 other 插入到当前链表的 pos 位置。2.	移动单个元素：void splice(iterator pos, list& other, iterator it);•	pos: 要插入的位置。•	other: 元素来自的链表。•	it: 要移动的元素的迭代器。3.	移动多个元素（范围）：void splice(iterator pos, list& other, iterator first, iterator last);•	pos: 要插入的位置。•	other: 元素来自的链表。•	first 和 last: 范围 [first, last) 中的元素将被移动。你的代码中的 splice在以下代码中：v.splice(v.begin(), v, idx[key]);含义：1.	参数含义：•	v.begin(): 当前链表 v 的起始位置（头部）。•	v: 当前链表本身。•	idx[key]: 指向 key 对应的链表节点的迭代器。2.	操作：
将链表中 key 对应的节点从当前位置移动到链表头部。为什么使用 splice：•	这是一个 O(1) 的操作，因为 splice 不会创建或销毁节点，只会修改链表中节点的指针，直接完成移动。•	这使得 LRU 缓存能够高效地调整最近使用元素的位置，而不需要拷贝或重建节点。示例代码移动单个元素：#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;int main() {list<int> l = {1, 2, 3, 4, 5};auto it = next(l.begin(), 2);  // 指向第三个元素（值为 3）// 将第三个元素移动到链表的头部l.splice(l.begin(), l, it);for (int x : l) {cout << x << " ";  // 输出：3 1 2 4 5}return 0;
}移动范围：#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;int main() {list<int> l1 = {1, 2, 3, 4, 5};list<int> l2 = {10, 20, 30};// 将 l1 中第 2 到第 4 个元素（[2, 3, 4]）移动到 l2 的尾部l2.splice(l2.end(), l1, next(l1.begin(), 1), next(l1.begin(), 4));for (int x : l2) {cout << x << " ";  // 输出：10 20 30 2 3 4}return 0;
}总结•	splice 是 std::list 专有的成员函数，用于高效地移动链表节点。•	它适用于重排链表元素或在不同链表之间移动数据。•	在你的 LRU 缓存代码中，splice 将最近访问的元素（key）移动到链表头部，表示其是“最新使用”的。

class LRUCache {// 用于存储缓存数据的双向链表，存储键值对 (key, value)list<pair<int, int>> v;// 用于存储 key 对应在链表中的迭代器的哈希表unordered_map<int, list<pair<int, int>>::iterator> idx;// 缓存的最大容量int capacity;public:// 构造函数，初始化缓存容量LRUCache(int capacity) : capacity(capacity) {}// 获取 key 对应的值int get(int key) {// 如果 key 不存在，返回 -1if (idx.count(key) == 0) return -1;// 将 key 对应的元素移动到链表的头部（表示最近使用）v.splice(v.begin(), v, idx[key]);// 返回 key 对应的值（位于链表头部）return v.front().second;}// 插入或更新 key-value 对void put(int key, int value) {// 如果 key 已经存在if (idx.count(key)) {// 将 key 对应的元素移动到链表头部v.splice(v.begin(), v, idx[key]);// 更新链表头部的值v.front().second = value;} else {// 如果 key 不存在，直接在链表头部插入新的 key-value 对v.emplace_front(key, value);// 将 key 与链表头部的迭代器关联idx[key] = v.begin();}// 如果链表大小超过容量，移除最久未使用的元素（链表尾部）if (v.size() > capacity) {// 从哈希表中移除对应的 keyidx.erase(v.back().first);// 从链表中移除尾部元素v.pop_back();}}
};

以下是注释版代码以及每行的解释：

代码解析

1. 成员变量：

• list<pair<int, int>> v：

• 一个双向链表，用来存储缓存中的数据对 (key, value)。

• 双向链表允许高效地在任意位置插入或删除元素。

• unordered_map<int, list<pair<int, int>>::iterator> idx：

• 用哈希表存储每个 key 在链表中的位置（迭代器）。

• 通过哈希表，get 和 put 操作可以快速定位链表中的元素。

• int capacity：

• 缓存的最大容量。

2. 构造函数：

• 初始化缓存的容量 capacity。

3. get 方法：

• 检查 key 是否存在于缓存中：

• 如果不存在，返回 -1。

• 如果存在，将对应的元素移动到链表头部，表示最近使用：

• 使用 v.splice 方法实现，时间复杂度为 。

• 返回该元素的值。

4. put 方法：

• 如果 key 已存在：

• 通过 idx[key] 快速定位到链表中的元素，将其移动到链表头部。

• 更新链表头部的值。

• 如果 key 不存在：

• 在链表头部插入新的 (key, value) 对。

• 将 key 和链表头部的迭代器存入 idx。

• 如果链表大小超过了缓存容量：

• 移除链表尾部的元素（最久未使用的元素）。

• 从 idx 中删除对应的 key。

5. 时间复杂度：

• get 操作：，因为哈希表定位和链表操作都是常数时间。

• put 操作：，同理。

6. 核心思想：

• 使用链表维护元素的使用顺序，头部是最近使用的，尾部是最久未使用的。

• 使用哈希表快速定位 key 在链表中的位置，从而高效实现 get 和 put 操作。

这段代码实现了一个 LRU (Least Recently Used) Cache，并且给出了一个输入序列和期望的输出序列。以下是整个程序的执行过程以及输出结果的计算逻辑。

输入

• 操作序列：

["LRUCache", "put", "put", "get", "put", "get", "put", "get", "get", "get"]

• 对应参数：

[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]

• 缓存容量为 2。

输出

• 预期结果：

[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]

执行过程分析

操作 1：LRUCache(2)

• 初始化一个容量为 2 的 LRU 缓存。

• 输出：null（构造函数无返回值）。

操作 2：put(1, 1)

• 插入键值对 (1, 1)。

• 缓存状态：[(1, 1)]（最近使用的在前，容量未满）。

• 输出：null。

操作 3：put(2, 2)

• 插入键值对 (2, 2)。

• 缓存状态：[(2, 2), (1, 1)]（最近使用的在前，容量已满）。

• 输出：null。

操作 4：get(1)

• 访问键 1，值为 1。

• 将键 1 移动到链表头部，表示它是最近使用的。

• 缓存状态：[(1, 1), (2, 2)]。

• 输出：1。

操作 5：put(3, 3)

• 插入键值对 (3, 3)。

• 缓存已满，移除最久未使用的键 (2, 2)。

• 插入键 (3, 3) 到链表头部。

• 缓存状态：[(3, 3), (1, 1)]。

• 输出：null。

操作 6：get(2)

• 访问键 2，发现它不在缓存中。

• 输出：-1。

操作 7：put(4, 4)

• 插入键值对 (4, 4)。

• 缓存已满，移除最久未使用的键 (1, 1)。

• 插入键 (4, 4) 到链表头部。

• 缓存状态：[(4, 4), (3, 3)]。

• 输出：null.

操作 8：get(1)

• 访问键 1，发现它不在缓存中。

• 输出：-1。

操作 9：get(3)

• 访问键 3，值为 3。

• 将键 3 移动到链表头部，表示它是最近使用的。

• 缓存状态：[(3, 3), (4, 4)]。

• 输出：3。

操作 10：get(4)

• 访问键 4，值为 4。

• 将键 4 移动到链表头部，表示它是最近使用的。

• 缓存状态：[(4, 4), (3, 3)]。

• 输出：4。

总结

最终输出结果为：

[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]

每一步操作严格按照 LRU 缓存的定义执行，符合期望结果。