[스택/큐] 프로그래머스 프로세스 파이썬

프로세스 파이썬 풀이

문제설명

운영체제의 역할 중 하나는 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 것입니다. 이 문제에서는 운영체제가 다음 규칙에 따라 프로세스를 관리할 경우 특정 프로세스가 몇 번째로 실행되는지 알아내면 됩니다.

1. 실행 대기 큐(Queue)에서 대기중인 프로세스 하나를 꺼냅니다.
2. 큐에 대기중인 프로세스 중 우선순위가 더 높은 프로세스가 있다면 방금 꺼낸 프로세스를 다시 큐에 넣습니다.
3. 만약 그런 프로세스가 없다면 방금 꺼낸 프로세스를 실행합니다.
   3.1 한 번 실행한 프로세스는 다시 큐에 넣지 않고 그대로 종료됩니다.

예를 들어 프로세스 4개 [A, B, C, D]가 순서대로 실행 대기 큐에 들어있고, 우선순위가 [2, 1, 3, 2]라면 [C, D, A, B] 순으로 실행하게 됩니다.

현재 실행 대기 큐(Queue)에 있는 프로세스의 중요도가 순서대로 담긴 배열 priorities와, 몇 번째로 실행되는지 알고싶은 프로세스의 위치를 알려주는 location이 매개변수로 주어질 때, 해당 프로세스가 몇 번째로 실행되는지 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

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제한 사항

• priorities의 길이는 1 이상 100 이하입니다.
• priorities의 원소는 1 이상 9 이하의 정수입니다.
• priorities의 원소는 우선순위를 나타내며 숫자가 클 수록 우선순위가 높습니다.
• location은 0 이상 (대기 큐에 있는 프로세스 수 - 1) 이하의 값을 가집니다.
• priorities의 가장 앞에 있으면 0, 두 번째에 있으면 1… 과 같이 표현합니다.

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접근 방법

문제를 읽고나서, 가장 먼저 max_priority value를 이용해, priorities 덱을 돌면서 현재 큐에 대기중인 프로세스를 꺼내고(popleft) 우선순위를 비교해 반환하면서 location index에 위치하는 원소의 실행 순서를 찾아내는 방식을 생각했다.

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1차 작성 코드

from collections import deque

def solution(priorities, location):
    q = deque(priorities)
    answer = 0
    while q:
        m = max(q)
        l = q.popleft()
        location -= 1 
        if l != m:
            q.append(l)
            if location < 0:
                location = len(q) -1
        else:
            answer += 1
            if location < 0:
                break
            
    return answer

처음 시도한 코드는 다음과 같이 돌아가도록 생각하며 작성했다.

1. priorities가 배열로 주어지므로, deque로 만든다.
2. location에 위치하는 프로세스를 처리하기 위해 큐를 반복문 안에서 처리해보자
3. 큐 안에서 가장 높은 우선순위가 몇인지 m변수에 저장한다.
4. q에서 가장 앞에 위치하는 프로세스를 l변수에 저장한다.
5. 변수 l에 저장하면서 popleft() 했으므로, 타겟 프로세스의 위치가 1 줄어들었다. 고로 location--;
6. if문 부터 보자. 가장 앞 프로세스가 max_priority의 프로세스가 아니라면 대기중인 프로세스 중 우선순위가 더 높은 프로세스가 있는 것이므로 다시 큐에 프로세스를 넣는다.
7. else문은 가장 앞 프로세스가 가장 높은 우선순위를 가지므로 실행한다.
8. 우선순위 프로세스를 실행했으므로 다른 순위의 프로세스는 큐에 대기중인 순서대로 실행한다.

정리해보면 이 문제에서 중요한 것은 두가지라 할 수 있다.

1. 현재 타겟 로케이션의 프로세스가 어디에 위치해있는지 파악할 것
2. 큐에서 꺼낸 프로세스를 실행하는 조건을 적절히 설정할 것

다른 풀이로 로직 갈아 엎기

다른 사람의 풀이 보기로, 가장 많은 사람들이 제출하고 따봉을 많이 받은 풀이를 가져와보았다.

다른 풀이 코드

def solution(priorities, location):
    queue =  [(i,p) for i,p in enumerate(priorities)]
    answer = 0
    while True:
        cur = queue.pop(0)
        if any(cur[1] < q[1] for q in queue):
            queue.append(cur)
        else:
            answer += 1
            if cur[0] == location:
                return answer

가장 눈에 띄는 점은 우선 우선순위가 주어지는 순서인i와 proirities의 원소p로 enumerate를 사용해 queue를 구현했다.
그 다음으로, 반복문 내 조건문에서 any를 이용해 튜플에서 우선순위가 들어있는 원소를 비교한 건데, 여기서 any에 대해 잠깐 알아보자.

Python의 any() 함수

파이썬에서 any() 함수는 list의 원소를 필터링하거나 조건 검사할 때 사용하는 함수이다.

예를들어 test_list라는 이름의 리스트가 있다 해보자.

# Python3 code to demonstrate working of
# Check if any element in list satisfies a condition
# Using list comprehension

# initializing list
test_list = [4, 5, 8, 9, 10, 17]

# Check if any element in list satisfies a condition
# Using list comprehension
res = True in (ele > 10 for ele in test_list)

# Printing result
print("Does any element satisfy specified condition ? : " + str(res))

# Output
# Does any element satisfy specified condition ? : True

파이썬에서는 res = True in (ele > 10 for ele in test_list)라는 코드에서 볼 수 있듯이 리스트 내에서 원소를 지정해 조건을 만족하는지 검색할 수 있다. 위 코드는 n이 리스트의 길이라 할 때, O(n)의 시간복잡도를 가진다.

True in (...) : (...) 안에 쓰인 조건문으로 리스트를 검사한다. 조건을 만족하는 어떤 한 원소라도 존재한다면 True를 반환한다.
ele > 10 for ele in test_list : 리스트 검사 조건으로, 리스트 내부의 원소들이 10보다 큰지 검사한다.

이번에는 파이썬의 내장함수인 any() 함수를 사용하는 예제를 살펴보자. 이 함수는, 위 코드 예제처럼 리스트 내의 모든 원소를 검사하며, O(n)의 시간복잡도와 O(1)의 공간복잡도를 가진다. 또, 어떤 원소든 리스트 내의 조건을 만족하는 원소가 있는지 그 여부에 따라 True 혹은 False를 리턴한다.

# Check if any element in list satisfies a condition
# Using any()
res = any(ele > 10 for ele in test_list)

# Printing result
print("Does any element satisfy specified condition ? : " + str(res))

# Output
# Does any element satisfy specified condition ? : True

참고 : geeksforgeeks

즉, 위에서 배운 any() 내장함수를 이용해서 if any(cur[1] < q[1] for q in queue) 라는 조건문으로 queue안의 모든 튜플들을 순회하면서 순회중인 튜플의 우선순위가 현재 프로세스에서 pop한 cur 튜플의 우선순위보다 큰지 확인하고, 조건을 만족하면 queue에 현재 프로세스를 다시 집어 넣는 방식으로 로직을 구현할 수 있다.

그리고 큐 안에 원소를 튜플로 집어넣었으므로, 조건을 만족하지 않는다면 실행 순번에 해당하는 answer를 증가시키고 간단하게 cur[0]이 타겟 프로세스 위치인지 검사하는 조건만 넣으면 답을 얻어낼 수 있다.

TIL

• 내장함수 any()와 next()와 기본 문법으로 리스트를 검사하는 방법을 복습하자
• enumerator의 사용법에 익숙해지자.

++ 유사한 문제는 백준의 자료구조 (스택,큐,덱) 문제집에서 모아볼 수 있다.