[프로그래머스] 디스크 컨트롤러

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

문제

문제

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

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)

풀이

Shortest Job First 알고리즘을 구현하는 문제였다. 알고리즘은 다음과 같다.

1. 작업을 도착시간 순으로 정렬하고, 도착시간이 같다면 작업의 시간이 더 짧은 작업을 선택한다.
2. 아무작업이 없을 때 가장 먼저 요청을 보내는 작업을 처리한다.
3. 이때 이 작업이 끝나기 전 시간에 요청이 오는 작업들이 있다면, 모두 우선순위 큐에 넣는다.
4. 다음 작업을 선택할 때는 우선순위 큐에 있는 작업들 중 작업의 소요시간이 가장 짧은 작업을 선택한다.

위 알고리즘을 우선순위 큐가 빌 때까지 수행하면, 가장 효율적으로 작업을 스케줄링 할 수 있다.

한 가지 까다로웠던 것은 작업이 끝나는 시간을 계산하는 것이었는데, 마로 마지막 작업이 끝났던 시간에서 요청이 온 시간을 빼고 작업시간을 더하면 이번 작업이 끝나는 시간을 구할 수 있고 이를 코드로 나타낸 것이

timeSum += abs(endTime - now[0]) + now[1];

이 코드이다.

반례가 되는 케이스는 각각의 작업들이 작업 수행중에 요청이 들어오지 않고, 중간중간에 대기시간이 있는 경우였다. 이런 경우를 처리하기 위해서 요청이 들어온 작업을 모두 우선순위 큐에 넣은 뒤 우선순위 큐가 비어있다면 요청시간이 가장 가까운 바로 다음 작업을 우선순위 큐에 대신 넣어주었다.

코드

{% raw %}
#include <string>
#include <vector>
#include <queue>
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

struct Compare {
    bool operator()(vector<int>& a, vector<int>& b) {
        return a[1] > b[1];
    }
};

bool cmp(vector<int> a, vector<int> b) {
    if (a[0] == b[0]) return a[1] < b[1];
    return a[0] < b[0];
}

int solution(vector<vector<int>> jobs) {
    priority_queue<vector<int>, vector<vector<int>>, Compare> pq;
    vector<bool> isUsed(jobs.size(), false);
    sort(jobs.begin(), jobs.end(), cmp);

    pq.push(jobs.front());

    int timeSum = 0;
    int endTime = (pq.top())[0];

    isUsed[0] = true;
    while (!pq.empty()) {
        vector<int> now = pq.top();
        pq.pop();

        timeSum += abs(endTime - now[0]) + now[1];
        endTime += now[1];

        for (int i = 0; i < jobs.size(); i++) {
            if (jobs[i][0] <= endTime && !isUsed[i]) {
                pq.push(jobs[i]);
                isUsed[i] = true;
            }
        }

        if (pq.empty()) {
            for (int i = 0; i < jobs.size(); i++) {
                if (jobs[i][0] > endTime && !isUsed[i]) {
                    pq.push(jobs[i]);
                    isUsed[i] = true;
                    endTime = jobs[i][0];
                    break;
                }
            }
        }
    }

    return timeSum / jobs.size();
}
{% endraw %}