9. 디스크 컨트롤러 (프로그래머스, 힙 Level 3)

* 문제설명

하드디스크는 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있습니다. 디스크 컨트롤러를 구현하는 방법은 여러 가지가 있습니다.

가장 일반적인 방법은 요청이 들어온 순서대로 처리하는 것입니다.
예를들어
  1) 0ms 시점에 3ms가 소요되는 A작업 요청
  2) 1ms 시점에 9ms가 소요되는 B작업 요청
  3) 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)

 

* 입출력 예

jobs	return
[[0, 3], [1, 9], [2, 6]]	9
[[24, 10], [28, 39], [43, 20], [37, 5], [47, 22], [20, 47], [15, 34], [15, 2], [35, 43], [26, 1]]	72
[[0, 10], [2,10], [15,2], [9,10]]	14

 

해당 문제를 보고나서 바로 느낌이 온 것은 "탐욕알고리즘??" 이였습니다.

주어진 내용에서의 시작 시간과 걸리는 시간이 주어진 것으로 보아하니 무언가 시간 값을 계산해서 순위를 매겨야 할 것 같았습니다.

 

처음 문제를 이해하기 위해 접근한 방법은 시작 시간을 우선순위로 하여 평균 시간을 내 보는 방법이였습니다.

시작 시간을 우선순위로 하려면 정렬(sort)를 한 뒤에 단순하게 걸리는 시간을 출력하면 됩니다.

import java.util.Arrays;

public class DiskController {

    public static int solution(int[][] jobs) {
        Arrays.sort(jobs , (arg1, arg2) ->{
            return Double.compare(arg1[0], arg2[0]);
        });
        
        int timer = 0;
        for(int data[] : jobs){
            //시간값을 더하는 코드...(생략)
        }
    }
}    

 

이러한 방식으로하면 역시나 오답으로 나오는데, 가령 아래와 같은 케이스에서는 올바르지 못한 답이 됩니다.

int data[][] =  { {0,1}, {2,15}, {3,1} };

 

단순히 보아도 0초에 시작하는 0번 인덱스를 하고 나서, 잠시 대기를 하였다가 3초에 시작하는 2번 인덱스를 하고 그리고 2초에 시작하는 1번 인덱스를 하는 것이 좀 더 효율적으로 보입니다.

시작시간을 고려하 되 동작시간을 고려해야되는 점이 이번 내용의 핵심이였습니다.

이를 이해하기 쉽게 풀어 써 보면 아래와 같습니다.

0. 정의
 - 시작 시간 : 배열의 0번 인덱스 값 입니다.
 - 동작 시간 : 흐르는 시간을 의미 합니다. 
 - 걸리는 시간 : 배열의 1번값을 의미 합니다.
 
1. 배열에서 시작 시간이 같거나 작은지, 아니면 아직인지를 동작 시간에서 비교하여 줍니다.
2. 1번에 해당되는 값 중에서 걸리는 시간이 가장 작은 값을 찾아 줍니다.
3. 2번에 해당되는 걸리는 시간 값을 동작시간에 더해 줍니다.
4. 1~3번까지 해당되지 않으면 걸리는 시간을 증가합니다.

 

정의된 내용중 4번을 잘 고려해야 했습니다.

주어진 데이터가 만약 아래와 같다고 정의하여 봅니다.

int data[][] =  { {5,1}, {10,15}, {15,1} };

 

그러면 동작시간은 일단 5초까지는 아무것도 안하고 정의된 내용 4번에 해당 하므로 단순하게 증가가 되어야 합니다.

정의된 내용을 이제 코드로 옮겨보면,

    public static int solution(int[][] jobs) {
        int answer = 0;
        int timer = 0;        
        
        while(true){
            int workingTime = -1;
            int workingIndex = -1;
            for(int i=0;i < jobs.length;i++){
                if(jobs[i][0] <= timer && jobs[i][1] != -1){  //해당 시간이 되었습니다.
                    if(workingTime == -1 || jobs[i][1] < workingTime){
                        workingTime = jobs[i][1];
                        workingIndex = i;        				
                    }
                }
            }

            if(workingTime != -1){
                int job[] =jobs[workingIndex];
                timer += job[1];
                answer += timer - job[0];  //시작시간을 빼주면서 걸린시간을 더해 줍니다.
                //System.out.printf("시작시간 : %d,  일하는시간 : %d,  총 시간: %d,  시작시간 제거: %d  \n",job[0] , job[1] , timer  , answer);
                jobs[workingIndex][1] = -1;   //대상에서 제외하게 음수를 넣습니다.
            } else {
                timer++; //해당 시간에 동작할 대상이 없어서 동작시간을 증가시킵니다.
            }

            boolean stop = true;  //다 동작했는지 확인합니다.
            for(int job[] : jobs){
                if(job[1] != -1){ stop = false; }
            }
            if(stop){ break; }	
        }
        System.out.printf("총 걸린시간 : %d, 평균시간 : %d \n",answer, answer/jobs.length);      
        return answer /jobs.length;
    }

 

결과를 제출합니다.

통과~

 

만드는데 시간이 좀 걸리긴 했지만 나름결과가 괜찮게 나왔던 것 같습니다.

이상으로 디스크컨트롤러에 대해서 살펴보았습니다.

궁금한점이나 문의사항은 언제든 연락주세요! :)