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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

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

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.

풀이

1. 작업의 시작 시간(start), 소요 시간(time)을 필드로 가진 Task 클래스를 선언한다.
2. 들어온 순서대로 처리해야하기에 요청이 들어온 순서(jobs[i][0])를 기준으로 정렬한다.
3. "현재 처리할 수 있는 Task중 소요시간(time)이 가장 짧은 Task를 선택"하기 위해 클래스 객체를 자료형으로 하는 최소 힙을 선언하여 Task의 time필드를 기준으로 오름차순으로 add되게한다.
4. while(!minheap.isEmpty()) { }안에서 모든걸 끝내려 한다. 그러기 위해서는 처음 task는 사전에 집어넣어주자!
5. "현재 처리가 가능한 Task중 소요시간이 가장 짧은 Task"를 선택하면서 answer 값을 불려나간다.
6. 힙은 비었는데 아직 Task가 남아있는 경우를 생각해서 예외처리를 해주면 끝

이 알고리즘이 SJF(Shortest Job First) 알고리즘이라 한다.

CPU가 프로세스를 스케쥴링하는 여러 기법 중 하나인데 좋은 경험을 한 것 같다!!

처음엔 예제가 다양하게 주어지지 않아 "현재 작업 대기중인 프로세스중 소요시간이 가장 짧은 Task"를 처리하게끔 코드를 작성했는데 제출창이 시뻘게지는 것을 보고 바로 질문하기에서 도움을 얻었다..!

많은 상황을 내가 생각해내야 했다는 점에서 조금 힘들었지만 질문하기를 통해 많은 사람들의 테스트케이스를 받아서 실행해볼 수 있었다.

그러다가 "현재 작업 대기중인 프로세스"보다 "현재 처리가 가능한 Task 중"으로 알고리즘 적용 대상이 좀 더 스마트하게 바뀔 수 있었다.
최소힙 최대힙 도움 얻은곳!
클래스 객체 오름차순 정렬 도움 받은곳!

코드

import java.util.*;
class Task {
    int start;
    int time;
    Task(int start, int time){
        this.start = start;
        this.time = time;
    }
}
class Solution {
    public int solution(int[][] jobs) {
        int answer = 0, i = 1, end_time = 0;
        int start_now = 0, time = 0;
        Task t;
        Arrays.sort(jobs, new Comparator<int[]>(){
            @Override
            public int compare(int[] o1, int[] o2){
                if(o1[0] == o2[0])
                    return o1[1] - o2[1];
                else
                    return o1[0] - o2[0];
            }
        });
        Queue<Task> minheap = new PriorityQueue(Comparator.comparing((Task k) -> k.time));
        minheap.add(new Task(jobs[0][0], jobs[0][1]));
        end_time = jobs[0][0];
        while(!minheap.isEmpty())
        {
            t = minheap.poll();
            end_time += t.time;
            for(; i < jobs.length; i++)
            {
                if(jobs[i][0] > end_time)
                    break;
                minheap.add(new Task(jobs[i][0], jobs[i][1]));
            }            
            answer += end_time - t.start;
            if(minheap.isEmpty() && i < jobs.length)
            {
                minheap.add(new Task(jobs[i][0], jobs[i][1]));
                end_time = jobs[i++][0];
            }
        }
        return answer / jobs.length;
    }
}