[JAVA]디스크 컨트롤러 (코딩테스트 고득점 Kit[힙(heap)]) - LEVEL3

📂문제 설명

 

하드디스크는 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있습니다. 디스크 컨트롤러를 구현하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 요청이 들어온 순서대로 처리하는 것입니다.

예를들어

- 0ms 시점에 3ms가 소요되는 A작업 요청 - 1ms 시점에 9ms가 소요되는 B작업 요청 - 2ms 시점에 6ms가 소요되는 C작업 요청

와 같은 요청이 들어왔습니다. 이를 그림으로 표현하면 아래와 같습니다.

한 번에 하나의 요청만을 수행할 수 있기 때문에 각각의 작업을 요청받은 순서대로 처리하면 다음과 같이 처리 됩니다.

- A: 3ms 시점에 작업 완료 (요청에서 종료까지 : 3ms) - B: 1ms부터 대기하다가, 3ms 시점에 작업을 시작해서 12ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 11ms) - C: 2ms부터 대기하다가, 12ms 시점에 작업을 시작해서 18ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 16ms)

이 때 각 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균은 10ms(= (3 + 11 + 16) / 3)가 됩니다.

하지만 A → C → B 순서대로 처리하면

- A: 3ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 3ms) - C: 2ms부터 대기하다가, 3ms 시점에 작업을 시작해서 9ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 7ms) - B: 1ms부터 대기하다가, 9ms 시점에 작업을 시작해서 18ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 17ms)

이렇게 A → C → B의 순서로 처리하면 각 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균은 9ms(= (3 + 7 + 17) / 3)가 됩니다.

각 작업에 대해 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간]을 담은 2차원 배열 jobs가 매개변수로 주어질 때, 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균을 가장 줄이는 방법으로 처리하면 평균이 얼마가 되는지 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요. (단, 소수점 이하의 수는 버립니다)

제한 사항

• jobs의 길이는 1 이상 500 이하입니다.
• jobs의 각 행은 하나의 작업에 대한 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간] 입니다.
• 각 작업에 대해 작업이 요청되는 시간은 0 이상 1,000 이하입니다.
• 각 작업에 대해 작업의 소요시간은 1 이상 1,000 이하입니다.
• 하드디스크가 작업을 수행하고 있지 않을 때에는 먼저 요청이 들어온 작업부터 처리합니다.

입출력 예

jobsreturn

[[0, 3], [1, 9], [2, 6]]

9

입출력 예 설명

 

문제에 주어진 예와 같습니다.

• 0ms 시점에 3ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
• 1ms 시점에 9ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
• 2ms 시점에 6ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.

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📂아이디어 및 알고리즘(문제 풀이)

• 이 문제는 운영체제에 나오는 스케쥴링 알고리즘에 해당하는 문제이다. 작업이 짧은 순으로 배열하여 빠른 시간안에 끝내는 알고리즘이다.(Shortest Job First = SJF)
• Average Turn Around Time(answer 값 / 작업 수)의 최소를 구하기 위해선 우선 요청시간의 최소로 정렬하고 작업시간에 따라 오름차순으로 정렬해주면 된다.
• PriorityQueue를 응용하는 문제이고 인자가 단순히 Integer가 아니라 class(WorkSet)이므로 Comparator를 활용해 작업시간에 따른 "우선순위 큐"를 만들어준다.(오름차순)
• linkedlist에서는 jobs배열에서 요청시간에 따른 오름차순으로 정렬하여 넣어준다.
• time에는 현재시간을 나타내도록 하고 answer은 turn around time을 의미한다. cnt는 작업 수 이다.
• while을 통해 list에 대기하는 작업이 있어야하며 요청시간이 현재시간보다 작아야 Queue에 들어가 작업을 할 수 있도록 하였다.
• Queue에 작업을 처리하여 시간을 계산할 때에는 현재시간(time)은 현재시간 + 해당 작업시간을 더해주고 answer은 현재시간에서 요청시간을 빼주면 대기하는 시간까지 더해주게 되어 값을 구할 수 있게 된다.
• 마지막으로 answer에 작업갯수를 나누어 주면 Average Turnaround Time을 구할 수 있다. 

📂소스 코드

import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;
class Solution {
    class WorkSet {
        int request;
        int working;
        
        WorkSet(int request, int working) {
            this.request = request;
            this.working=working;
        }
    }
    
    static Queue<WorkSet> qu;
    public int solution(int[][] jobs) {
        LinkedList<WorkSet> list = new LinkedList<>();
        qu = new PriorityQueue<>(new Comparator<WorkSet>() {
            @Override
            public int compare(WorkSet o1, WorkSet o2) {
                return o1.working - o2.working; 
            }         
        });
        
         
        for(int[] work : jobs) {
            list.offer(new WorkSet(work[0], work[1]));
        }
        Collections.sort(list, new Comparator<WorkSet>() { 
            @Override
            public int compare(WorkSet o1, WorkSet o2) {
            
                return o1.request - o2.request;
            }
        });
 
        int answer = 0;
        int cnt =0;  
        int time = list.peek().request; 
        while(cnt < jobs.length) {
            
        
            while(!list.isEmpty() && list.peek().request <= time) {
                qu.offer(list.poll());
            }
            
            if(!qu.isEmpty()) {
                WorkSet ws = qu.poll();
                time += ws.working;
                answer += time - ws.request;
                cnt++;
            }else {
                time++;
            }
            
        }
        
        return answer/cnt;
    }    
}

📂코드 결과

 

📂후일담

처음에 저 요청시간과 작업시간을 map으로 처리해서 하려다 시간만 많이 잡아먹고 풀지 못했었다. 생각해보니까 운영체제 시간때 배운게 생각나서 찾아보다가 Queue에 Comparator를 알게되었고 활용하니까 풀 수 있게 되었던 문제이다.

오랜만에 봐서 그런지 스케쥴링 알고리즘인걸 잊고 있었다🙄. 오늘 날씨 너무 덥다^^(TMI)