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专栏导读
本专栏收录于《华为OD机试（JAVA）真题（A卷+B卷）》。
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一、题目描述
给定一个正整数数组表示待系统执行的任务列表，数组的每一个元素代表一个任务，元素的值表示该任务的类型。
请计算执行完所有任务所需的最短时间。
任务执行规则如下
- 任务可以按任意顺序执行，且每个任务执行耗时间均为1个时间单位；
- 两个同类型的任务之间必须有长度为N个单位的冷却时间，比如N为2时，在时间K执行了类型3的任务，那么K+1和K+2两个时间不能执行类型3任务；
- 系统在任何一个单位时间内都可以执行一个任务，或者等待状态。
说明：数组最大长度为1000，速度最大值1000。
二、输入描述
第一行记录一个用半角逗号分隔的数组，数组长度不超过1000，数组元素的值不超过1000。第二行记录任务冷却时间，N为正整数，N<=100。
三、输出描述
输出为执行完所有任务所需的最短时间。
1、输入
2,2,2,3
2
2、输出
7
3、说明
- 时间1：执行任务2
- 时间2：执行任务3，因为冷却时间为2，所以时间2不能执行任务2
- 时间3：系统等待，因为冷却时间为2，所以时间3不能执行任务1和任务2
- 时间4：执行任务2
- 时间5：系统等待
- 时间6：系统等待
- 时间7：执行任务2
四、解题思路
1、题目解读
- 每个任务执行耗时间均为1个时间单位
- 两个同类型的任务之间必须有长度为N个单位的冷却时间
- 输出为执行完所有任务所需的最短时间。
2、解题思路
因为任务有冷却时间，为了缩短冷却时间，任务数量多的应该先执行。
3、具体步骤
- 第一行输入若干个任务；
- 定义任务编号与数量关系的Map（key：任务编号，value：任务数量,冷却时间，并进行数据初始化；
- 冷却时间说明：
- 未执行的任务，默认-1；
- 执行的任务，默认为coolingTime；
- 每执行一个任务，-1；
- 第二行输入冷却时间coolingTime；
- 定义加入执行的任务列表builder；
- 通过深度优先搜索dfs进行任务最优调度；
- 如果任务列表为空，则停止搜索；
- 获取优先执行的任务，任务优先执行的条件：（①为了缩短冷却时间，任务数量多的应该先执行；②不处于冷却时间内）；
- 定义满足条件的待执行任务maxTask；
- 遍历map，获取任务数量和任务冷却时间；
- 如果任务数量最多 and 不处于冷却时间内，获取优先执行的任务；
- 处于冷却时间内的任务，冷却时间-1；
- 返回优先执行的任务编号；
- 如果获取到了优先执行的任务编号；
- 将该任务的数量-1；
- 冷却时间置为coolingTime；
- 如果任务数量-1后，等于0，表示该任务执行完毕，从map中移除；
- 将优先执行的任务编号加入builder，如果没有获取到可以优先执行的任务，将默认值"wait"加入到builder，表示占位；
- 最后输出为执行完所有任务所需的最短时间。
五、Java算法源码
java
public class OdTest02 {
static int coolingTime = 0;
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
// 若干个任务
String[] taskArr = sc.nextLine().split(",");
/**
* key：任务编号
* value：任务数量,冷却时间
* 冷却时间说明：
* 未执行的任务，默认-1
* 执行的任务，默认为coolingTime
* 每执行一个任务，-1
*/
Map<String, String> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < taskArr.length; i++) {
String task = taskArr[i];
Integer sum = 0;
if (map.containsKey(task)) {
sum = Integer.valueOf(map.get(task).split(",")[0]);
}
sum++;
map.put(task, sum+","+(-1));
}
// 冷却时间
coolingTime = Integer.valueOf(sc.nextLine());
// 搜索任务数量最多 且不处于冷却时间的任务 去执行
dfs(map);
System.out.println(builder.deleteCharAt(builder.length()-1));
System.out.println(builder.toString().split(",").length);
}
// 加入执行的任务列表
static StringBuilder builder = new StringBuilder();
/**
* 搜索任务数量最多 且不处于冷却时间的任务 去执行
*/
private static void dfs(Map<String, String> map) {
// 如果任务列表为空，则停止搜索
if(map.size() == 0){
return;
}
String maxTask = getMaxTask(map);
if(!maxTask.equals("wait")){
String value = map.get(maxTask);
int sum = Integer.valueOf(value.split(",")[0]);
sum--;
if(sum > 0){
map.put(maxTask,sum + "," + coolingTime);
}else{
map.remove(maxTask);
}
}
builder.append(maxTask).append(",");
// 搜索任务数量最多 且不处于冷却时间的任务 去执行
dfs(map);
}
/**
* 任务执行的条件：
* 1. 为了缩短冷却时间，任务数量多的应该先执行
* 2. 不处于冷却时间内
*/
private static String getMaxTask(Map<String, String> map) {
// 满足条件的待执行任务
String maxTask = "wait";
Integer maxValue = -1;
for (Map.Entry<String,String> entry : map.entrySet()) {
// 任务数量
int sum = Integer.valueOf(entry.getValue().split(",")[0]);
// 任务冷却时间
int cool = Integer.valueOf(entry.getValue().split(",")[1]);
// 任务数量最多 and 不处于冷却时间内
if (sum > maxValue && cool<=0) {
maxTask = entry.getKey();
maxValue = sum;
}
// 处于冷却时间内的任务，冷却时间-1
if(cool > 0){
cool--;
map.put(entry.getKey(),sum + "," + cool);
}
}
return maxTask;
}
}六、效果展示
1、输入
2,2,3,2,3,3,4,4,5
3
2、输出
10
3、说明
思路分析
- 获取每个任务编号对应的数量3个2、3个3、2个4，1个5；
- 优先执行任务2或任务3，都可以；
执行顺序
- 时间1：执行任务2
- 时间2：执行任务3，因为冷却时间为3，所以时间2不能执行任务2
- 时间3：执行任务4，因为冷却时间为3，所以时间2不能执行任务2、任务3
- 时间4：执行任务5，因为冷却时间为3，所以时间2不能执行任务2、任务3、任务4
- 时间5：此时还剩2个任务2、2个任务3、1个任务4，优先执行任务数量最多的，并且只有任务2不处于冷却时间内，所以执行任务2
- 时间6：优先执行任务数量最多的，并且只有任务3不处于冷却时间内，所以执行任务3
- 时间7：执行任务4
- 时间8：此时只剩任务2和任务3，但都处于冷却时间，故系统等待；
- 时间9：执行任务2
- 时间10：执行任务3
- 执行的任务顺序为2,3,4,5,2,3,4,wait,2,3；
- 最后输出10
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