反向单向链表中的备用 K 节点

在单向链表中，每个节点都只有一个指针指向下一个节点，而在反向单向链表中，每个节点还有一个指针指向前驱节点。

反向单向链表最常见的应用是实现 LRU 缓存淘汰算法，即将最近不经常使用的数据从缓存中删除，留下最近经常使用的数据。

而备用 K 节点则是为了方便实现这个算法而引入的，它是链表中从头开始第 K 个节点，当链表中的节点数小于 K 时，则备用 K 节点为 null。

具体的实现方式如下：

public class LRUCache {

    // 链表的头节点和备用 K 节点
    private Node head = null;
    private Node kthNode = null;

    // 插入节点到链表头
    private void insertToHead(Node node) {
        node.next = head;
        head = node;
        if (kthNode == null) {
            kthNode = node;
        }
    }

    // 删除链表尾节点，并返回
    private Node deleteTail() {
        Node p = head;
        Node prev = null;
        while (p.next != null) {
            prev = p;
            p = p.next;
        }
        if (prev != null) {
            prev.next = null;
        } else {
            head = null;
        }
        return p;
    }

    // 使用备用 K 节点保存要删除的节点
    public void remove(int key) {
        Node p = head;
        Node prev = null;
        while (p != null) {
            if (p.key == key) {
                if (prev != null) {
                    prev.next = p.next;
                } else {
                    head = p.next;
                }
                if (p == kthNode) {
                    kthNode = null;
                }
                p.next = kthNode;
                kthNode = p;
                return;
            }
            prev = p;
            p = p.next;
        }
    }

    // 访问节点，将节点移动到链表头
    public Node get(int key) {
        Node p = head;
        Node prev = null;
        while (p != null) {
            if (p.key == key) {
                if (p != head) {
                    prev.next = p.next;
                    insertToHead(p);
                }
                return p;
            }
            prev = p;
            p = p.next;
        }
        return null;
    }

    // 插入新节点，如果链表已满则删除尾节点
    public void put(int key, int value) {
        remove(key);
        if (kthNode == null) {
            insertToHead(new Node(key, value));
        } else {
            Node node = new Node(key, value);
            node.next = kthNode.next;
            kthNode.next = node;
            kthNode = kthNode.next.next;
        }
        if (head != null && head.next != null && kthNode == null) {
            kthNode = head.next;
        }
        if (kthNode == null) {
            return;
        }
        Node tail = deleteTail();
        if (tail == kthNode) {
            kthNode = null;
        }
    }

    private static class Node {
        int key;
        int value;
        Node next;

        public Node(int key, int value) {
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = null;
        }
    }
}

上述代码使用了备用 K 节点来实现 LRU 缓存淘汰算法，具体实现方法如下：

1. 初始化时，链表头和备用 K 节点均为 null。

2. 插入新节点时，先调用 remove 方法删除原有节点。

3. 如果链表长度小于 K，则直接插入到链表头，否则将新节点插入到备用 K 节点后面。

4. 如果链表有节点被删除，则该节点的 next 指针指向备用 K 节点，备用 K 节点指向被删除的节点。

5. 如果备用 K 节点为 null，则插入新节点时不需要考虑已经删除的节点。