프로그래머스 디스크 컨트롤러 Java

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/42627

프로그래머스

1. 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

 

2. 시나리오

• 아직 요청되지 않은 작업을 저장할 우선 순위 큐(waitQueue)가 필요, 요청 시간이 낮은게 우선 순위가 높음
• 요청되었고 작업이 시작하기를 기다리고 있는 작업을 저장할 우선 순위 큐(readyQueue)가 필요, 작업 처리 시간이 낮은게 우선 순위가 높음
• 현재 시간을 저장할 변수(curTime)와 총 기다린 시간을 저장할 변수(waitTime)이 필요하다.
• 반복문을 시작한다.
    1. 현재 시간보다 이전에 요청된 작업들이 있는지 waitQueue를 확인하고, 있다면 모두 readyQueue에 넣어준다.
    2. 현재까지 요청된 작업이 없고(readyQueue.isEmpty()) 나중에 요청될 작업이 남은 경우(!waitQueue.isEmpty())
        기다리는 시간에 (다음에 시작될 작업의 요청 시간 - 현재 시간)을 빼준다. (작업 중이 아닐 때, 요청된 작업은 바로 시작되기 때문)
        현재 시간을 다음 요청이 시작되는 시간으로 맞춰준다.
    3. 요청된 작업이 있을 경우 (!readyQueue.isEmpty())
        readyQueue에서 작업 하나를 뽑고,
        기다리는 시간에 (현재 시간 - 요청된 시간)을 더해주고 
        현재 시간에 현재 작업이 끝나는 시간을 더해준다.
    4. 현재 요청된 작업이 없고(readyQueue.isEmpty()), 나중에 요청될 작업도 없는 경우(!waitQueue.isEmpty()) 반복문을 끝낸다.
• (현재 시간 + 기다린 시간) / 작업의 총 갯수를 반환한다.

반례

1. 가장 먼저 시작하는 작업의 요청 시간이 0이 아닐 때
   int[][] jobs = [[2, 1]]
   2초에 작업이 요청되고 이전에 처리 중인 작업이 없기 때문에, 기다리는 시간 0 + 작업 처리시간 1 = 1로 결과는 1이어야함.
   => waitTime -= waitQueue.peek().requestTime - curTime;에서 처음 curTime은 0이기 때문에 작업이 끝났을 때, 
        curTime = 3, waitTime = -2로 평균 시간은 1이 됨
2. 다음 작업이 나중에 시작될 때
   int[][] jobs = [[0, 1], [2, 3]]이라면 두번째 작업이 요청됐을 때 현재 처리 중인 작업이 없기 때문에 기다리지 않고 바로 시작한다. 그래서 기다리는 시간은 0이어야 함
   
   

3. 코드

import java.util.*;

class Solution {
    public int solution(int[][] jobs) {
        
        PriorityQueue<Node> waitQueue = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> o1.requestTime - o2.requestTime); //아직 요청되지 않은 작업 큐
        PriorityQueue<Node> readyQueue = new PriorityQueue<>((o1, o2)-> o1.processingTime - o2.processingTime); //시작을 기다리고 있는 작업 큐
        
        for(int i = 0 ; i < jobs.length; i++) //작업들을 wait 큐에 넣어줌
            waitQueue.add(new Node(jobs[i][0], jobs[i][1]));
                
        int waitTime = 0; //총 기다린 시간.
        int curTime = 0; //현재 시간
        
        while (true) {
           
            while (!waitQueue.isEmpty() && waitQueue.peek().requestTime <= curTime) { //현재 시간 이하에 요청된 작업들이 있으면, ready 큐에 넣음.
                readyQueue.add(waitQueue.poll());
            }
            
            if (readyQueue.isEmpty() && !waitQueue.isEmpty()) { //현재 요청된 작업이 없고, 나중에 요청될 작업이 남은 경우
                waitTime -= waitQueue.peek().requestTime - curTime; // [0, 1], [2, 1] 일 때 2초에 들어온 작업은 기다리지 않고 바로 실행됨.
                curTime = waitQueue.peek().requestTime; //현재 시간을 가장 빨리 요청되는 작업 시작 시간으로 맞춰줌.
            } else if (!readyQueue.isEmpty()) { // 요청된 작업이 있음
                Node poll = readyQueue.poll(); //가장 빨리 처리되는 작업 시작
                waitTime += curTime - poll.requestTime; //기다리는 시간 더해줌. 
                
                curTime += poll.processingTime; //현재 시간을 현재 작업이 끝나는 시간으로 해줌.
                
            } else if (readyQueue.isEmpty() && waitQueue.isEmpty()) //현재 요청된 작업도 없고, 나중에 요청될 작업도 없는 경우 => 모든 작업 처리한 경우
                break;

        }
        
        return (curTime + waitTime) / jobs.length;
    }
    
    public class Node {
        int requestTime, processingTime;
        public Node (int requestTime, int processingTime) {
            this.requestTime = requestTime ;
            this.processingTime = processingTime;
        }
    }


}