题目:621. 任务调度器
给你一个用字符数组 tasks 表示的 CPU 需要执行的任务列表。其中每个字母表示一种不同种类的任务。任务可以以任意顺序执行,并且每个任务都可以在 1 个单位时间内执行完。在任何一个单位时间,CPU 可以完成一个任务,或者处于待命状态。
然而,两个 相同种类 的任务之间必须有长度为整数 n 的冷却时间,因此至少有连续 n 个单位时间内 CPU 在执行不同的任务,或者在待命状态。
你需要计算完成所有任务所需要的 最短时间 。
示例 1:
输入:tasks = [“A”,“A”,“A”,“B”,“B”,“B”], n = 2
输出:8
解释:A -> B -> (待命) -> A -> B -> (待命) -> A -> B
在本示例中,两个相同类型任务之间必须间隔长度为 n = 2 的冷却时间,而执行一个任务只需要一个单位时间,所以中间出现了(待命)状态。
示例 2:
输入:tasks = [“A”,“A”,“A”,“B”,“B”,“B”], n = 0
输出:6
解释:在这种情况下,任何大小为 6 的排列都可以满足要求,因为 n = 0
[“A”,“A”,“A”,“B”,“B”,“B”]
[“A”,“B”,“A”,“B”,“A”,“B”]
[“B”,“B”,“B”,“A”,“A”,“A”]
…
诸如此类
示例 3:
输入:tasks = [“A”,“A”,“A”,“A”,“A”,“A”,“B”,“C”,“D”,“E”,“F”,“G”], n = 2
输出:16
解释:一种可能的解决方案是:
A -> B -> C -> A -> D -> E -> A -> F -> G -> A -> (待命) -> (待命) -> A -> (待命) -> (待命) -> A
提示:
1 <= task.length <= 104
tasks[i] 是大写英文字母
n 的取值范围为 [0, 100]
解题
方式:贪心
这道题利用贪心的特性,利用题意的特点,找到长度的计算公式,文字描述说可能不太容易说清,可以直接看代码和相关注释。
/**
* 时间复杂度:O(n)
* 空间复杂度:O(1),所用空间是固定大小
*/
public int leastInterval(char[] tasks, int n) {
// 求最短时间,而每个任务都是1单位时间,所以可以按要求把字符串排列
// 符合题意的最短字符串的长度就是所求时间
// 先统计每个任务出现的次数,找到出现次数最多的任务,记作A
// 大写字母A~Z的ASCII代码是65~91,长度为26
int[] temp = new int[26];
for (int i = 0; i < tasks.length; i++) {
temp[tasks[i] - 'A']++;
}
// 排序是为了找到次数最大值,当然也可以在上面遍历过程中,记录次数最大值
Arrays.sort(temp);
// 因为相同元素必须有n个冷却时间,假设A出现3次,n = 2,任务要执行完,至少形成AXX AXX A序列(X看作预占位置)
// 该序列长度为 (每段字符串长度*(A出现的次数-1 即完整的A开头的段数) 加上最后一个A)
int minLen = (n+1) * (temp[25] - 1) + 1;
// 填充X位置:
//此时为了尽量利用X所预占的空间(贪心)使得整个执行序列长度尽量小,将剩余任务往X预占的空间插入
//剩余的任务次数有两种情况:
//1.与A出现次数相同,比如B任务最优插入结果是ABX ABX AB,中间还剩两个空位,当前序列长度+1
//2.比A出现次数少,若还有X,则按序插入X位置,比如C出现两次,形成ABC ABC AB的序列
//直到X预占位置还没插满,剩余元素逐个放入X位置就满足冷却时间至少为minLen
// 注意:temp数组下标范围为0-25,25为数量最多的(因为我们升序排序了),也就是上面例子中的A,填充X位置,应该从倒数第二个开始,也就是24
for (int i = 24; i >= 0; i--) {
if (temp[i] == temp[25]) {
// 如果这个字符出现的次数也是最多的,那根据上面分析,序列长度要+1
minLen++;
}
}
//当所有X预占的位置插满了怎么办?
//在任意插满区间(这里是ABC)后面按序插入剩余元素,比如ABCD ABCD发现D之间距离至少为n+1,肯定满足冷却条件
//因此,当X预占位置能插满时,最短序列长度就是task.length,不能插满则取最少预占序列长度
return Math.max(minLen, tasks.length);
}