[프로그래머스] 디스크 컨트롤러 / Python

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

코딩테스트 연습 - 디스크 컨트롤러

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<문제 설명>

문제 설명

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

jobs                                                                    return

[[0, 3], [1, 9], [2, 6]]

9

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.

 

<풀이법>

▒ 한줄 개념: 힙,  인터벌 스케쥴링▒ 

이 문제를 푸는데는 기본적으로 Interval Scheduling 알고리즘이 사용됩니다.

이 알고리즘은 탐욕법의 일종으로 쉽게 설명해서, 빨리 끝나는 프로세스를 먼저 실행하는 것입니다.

빨리 끝나는 프로세스를 우선적으로 실행하다 보면, 최적의 시간을 얻을 수 있다는 알고리즘입니다.

 

이를 위해 이번문제에서는 heap을 사용하게 됩니다. 힙의 특징은 최솟값을 가진 원소를 맨 앞에 유지시켜준다는 것 인데, Interval Scheduling 알고리즘에 필요한 프로세스 종료 시간을 기준으로 heap을 짠다면, 어렵지 않게 구현할 수 있습니다.

 

구현 방식은 다음과 같습니다.

• jobs는 시작시간을 기준으로 정렬
• time 변수를 기준으로 시작시간이 맨 앞의 job이 현재 time에 맞으면 heap에 뒤집어서 삽입(종료시간 순으로 heap을 구현하기 위해서)
  • time = 0 / jobs = [[0,3], [1,9]] / heap = [] --> time = 0 / jobs = [[1,9]] / heap = [[3,0]]
• 현재 time에 맞는 job이 없으면 time을 heap의 가장 빠른 시작 시간에 맞춰 바꿈
  • time = 0 / jobs = [[1,9], [2,6]] / heap = [] --> time = 1 / jobs = [[2,6]] / heap = [[9,1]]
• heap의 맨 앞 프로세스가 종료되었다고 가정하고, 그만큼 time을 더해줌. 그에 따라 answer 계산
  • time = 0 / heap = [9,1] --> time = 10 / heap = []
  • answer += 10 - 1
• jobs와 heap이 모두 빌 때까지 반복
• 최종적으로 answer 값을 원래 jobs의 길이로 나눈 값을 반환

 

<코드(Python)>

import heapq

def solution(jobs):
    answer = 0
    time = 0
    length = len(jobs)
    jobs.sort()
    heap = []
    while len(jobs) != 0 or len(heap) != 0:
        while len(jobs) != 0 and jobs[0][0] <= time:
            heapq.heappush(heap, jobs.pop(0)[::-1])

        if len(heap) == 0:
            time = jobs[0][0]
            continue

        process = heapq.heappop(heap)
        time += process[0]
        answer += time - process[1]

    return answer // length

 

 

더 많은 코드 보기(GitHub) : github.com/dwkim-97/CodingTest