机试题——分配资源 ID

题目描述

给定一个管理 ID 的资源池，可以从资源池中分配资源 ID 和释放资源 ID，分配方式有动会正态分配和指定分配，动态分配是从资源池的开始分配一个资源 ID，指定分配是指定个资源 ID 进行分配，无论哪种分配方式释放资源 ID 时都需要放到资源池的尾部。执行系列操作后，请问资源池的第一个空闲资源 ID 应该是多少？

注意：资原池的初始顺序是从小到大。资源池中空闲资源 ID 不足时，动态分配失败，对资源池不进行任何操作。指定分配资源 ID 已经被占用或者不在资源池范围内时，对资源池不进行任何操作。释放资源 ID 不在资源池范围内时或者已经是空闲资源 ID 时，对资源池不进行任何操作。保证每个用例最后都有空闲资源 ID。

输入描述

第一行是资源池的范国；第二行是操作个数。第三行开始，第一个数字代表操作类型，1 表示动态分配，2 表示指定分配，3 表示释放；如果第一个数字是 1，第一个表示分配的个数；如果第一个数字是 2，第二个表示分配的资源 ID；如果第一个数字是 3，第二个表示释放的资源 ID，

输出描述

资源池的第一个空闲资源 ID。

用例输入

输入：

bash 复制代码

输出：

bash 复制代码

解释：

第一行资源池范围是 $1,3$ ，资源池的初始顺序是1->2->3。

第二行操作个数有2个。

第三行动态分配1个资源ID，资源池中剩余的资源ID顺序是2->3。

有四行释放1个资源ID，资源ID是1，资源池中剩余的资源ID顺序是2->3->1。

执行以上操作后，资源池的第一个空闲资源ID是2。

输入：

bash 复制代码

输出：

bash 复制代码

解释：

第一行行资源池范围是 $1,3$ ，资源池的初始顺序是1->2->3。

第二行操作个数有3个。

第三行指定分配1个资源ID，资源ID是2，资源池中剩余的资源ID顺序是1->3。

第四行释放1个资源ID，资源ID是2，资源池中剩余的资源ID顺序是1->3->2。

第五行动态分配1个资源ID，分配的资源D是1，资源池中剩余的资源ID顺序是3->2。

执行以上操作后，资源池的第一个空闲资源ID是3。

保证输入的操作都是合法的。操作类型范围是 $1,3$ 。分配次数范围是 $1,100000$ 。

解题思路

首先看分配的情况：

动态分配是从资源池的开始分配一个资源 ID，指定分配是指定个资源 ID 进行分配。 也就是是需要一种数据结构，可以获取其头部元素和其中指定的ID元素。

无论哪种分配方式释放资源 ID 时都需要放到资源池的尾部。 这个数据结构还需要支持尾部插入。

资源池中空闲资源 ID 不足时，动态分配失败，对资源池不进行任何操作。指定分配资源 ID 已经被占用或者不在资源池范围内时，对资源池不进行任何操作。释放资源 ID 不在资源池范围内时或者已经是空闲资源 ID 时，对资源池不进行任何操作。

还需要查询是否有空闲资源，被分配出去的ID还需要记录。

使用双向list和map，双向list维护可用的id列表，map记录每一个id对应的链表节点，可以做到插入删除为O(n)，查询一个id对应的节点为O(logn)。

再使用一个bool数组，维护已经被使用的id，如果被使用则为1，没有被使用则为0。

代码

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<map>
#include<algorithm>
#include<string>
#include<vector>
#include<unordered_map>
#include<unordered_set>
#include<queue>
#include<set>
#include<list>
using namespace std;
const int maxn = 100004;

vector<int> flag(maxn, 0);//标记数组
list<int> pool;//资源池
map<int, list<int>::iterator> mp;// id对应的list节点迭代器
int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false); 
    cin.tie(nullptr);  
    int l, r;// 资源池范围
    cin >> l >> r;
    for (int i = l; i <= r; i++) {
        pool.push_back(i);
        auto it = pool.end();
        it--;
        mp[i] = it;
    }
    int n,type;
    cin >> n;
    while (n--) {
        cin >> type;
        if (type == 1) { //动态分配
            int k;// 分配个数
            cin >> k;
            if (k > pool.size()) continue; //分配失败
            for (int i = 0; i < k; i++) {
                int id = pool.front();
                pool.pop_front();
                mp.erase(id);
                flag[id] = 1;// 已分配
            }
        }
        else if (type == 2) { //指定分配
            int id;
            cin >> id;
            if (flag[id] == 1) continue;// 已经分配了
            //没分配就删除映射
            pool.erase(mp[id]);
            mp.erase(id);
            flag[id] = 1;
        }
        else if (type == 3) { //释放资源
            int id;
            cin >> id;
            if (flag[id] == 0) continue;//压根没用资源不用释放
            pool.push_back(id); //增加资源和映射关系
            auto it = pool.end();
            it--;
            mp[id] = it;
            flag[id] = 0;//更新标记
        }
    }
    if (pool.empty()) {
        cout << "-1\n";
    }
    else {
        cout << pool.front()<<"\n";
    }
}

自测用例

混合动态分配、指定分配和释放

bash 复制代码

初始资源池： $1, 2, 3, 4, 5$

操作1：动态分配 2 个资源。

分配 1 和 2。

剩余资源池： $3, 4, 5$

操作2：指定分配资源 ID 4。

分配 4。

剩余资源池： $3, 5$

操作3：动态分配 1 个资源。

分配 3.

剩余资源池： $5$

操作4：释放资源 ID 2。

将 2 放到尾部。

资源池： $5, 2$

操作5：指定分配资源 ID 5。

分配 5.

剩余资源池： $2$

操作6：释放资源 ID 1.

将 1 放到尾部。

资源池： $2, 1$

操作7：动态分配 2 个资源。

分配 2 和 1.

资源池为空。

bash 复制代码

-1

释放未分配或无效资源 ID

bash 复制代码

bash 复制代码

-1

大量操作与边界条件

bash 复制代码

bash 复制代码