LeetCode: 621. 任务调度器

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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，用字母 A 到 Z 表示，以及一个冷却时间 n。每个周期或时间间隔允许完成一项任务。任务可以按任何顺序完成，但有一个限制：两个 相同种类 的任务之间必须有长度为 n 的冷却时间。

返回完成所有任务所需要的 最短时间间隔。

示例 1：

输入：tasks = ["A","A","A","B","B","B"], n = 2

输出：8

解释：

在完成任务 A 之后，你必须等待两个间隔。对任务 B 来说也是一样。在第 3 个间隔，A 和 B 都不能完成，所以你需要待命。在第 4 个间隔，由于已经经过了 2 个间隔，你可以再次执行 A 任务。

示例 2：

输入：tasks = ["A","C","A","B","D","B"], n = 1

输出：6

解释：一种可能的序列是：A → B → C → D → A → B。

由于冷却间隔为 1，你可以在完成另一个任务后重复执行这个任务。

示例 3：

输入：tasks = ["A","A","A","B","B","B"], n = 3

输出：10

解释：一种可能的序列为：A → B → idle → idle → A → B → idle → idle → A → B。

只有两种任务类型，A 和 B，需要被 3 个间隔分割。这导致重复执行这些任务的间隔当中有两次待命状态。

提示：

1 <= tasks.length <= 10⁴
tasks[i] 是大写英文字母
0 <= n <= 100

思路分析

这道题有三个点需要注意：

因为要任务休息时间，所以，出现次数最多的任务，会持续得更长，有将任务按照出现次数排序，优先安排次数多的任务。
结果关注的是总共需要完成的时间，所以不需要关注具体执行的是哪个任务。
需要"空转时间"的处理。

解题思路：

将任务按类型分组，正好A-Z用一个int[26]保存任务类型个数
对数组进行排序，优先排列个数（count）最大的任务，如题得到的时间至少为 retCount =（count-1）* (n+1) + 1 =⇒ A→X→X→A→X→X→A(X为其他任务或者待命)
再排序下一个任务，如果下一个任务B个数和最大任务数一致，则retCount++ =⇒ A→B→X→A→B→X→A→B
如果空位都插满之后还有任务，那就随便在这些间隔里面插入就可以，因为间隔长度肯定会大于n，在这种情况下就是任务的总数是最小所需时间

一刷

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/**
 * Runtime: 2 ms, faster than 99.97% of Java online submissions for Task Scheduler.
 * Memory Usage: 42.7 MB, less than 5.88% of Java online submissions for Task Scheduler.
 *
 * Copy from: https://leetcode-cn.com/problems/task-scheduler/solution/621-ren-wu-diao-du-qi-java-jie-ti-zhu-shi-ying-gai/[621. 任务调度器--Java--解题注释应该能看懂 - 任务调度器 - 力扣（LeetCode）]
 *
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2020-01-31 21:26
 */
public int leastInterval(char[] tasks, int n) {
    if (Objects.isNull(tasks) || tasks.length == 0) {
        return 0;
    }
    int[] counts = new int[26];
    for (char task : tasks) {
        counts[task - 'A']++;
    }
    Arrays.sort(counts);
    int maxCount = counts[25];
    // 前面 maxCount - 1 个任务需要有 n 个间隔，所以就是 (maxCount - 1) * (n + 1)
    // 而最后一个任务不需要间隔，就只能算 1
    int restCount = (maxCount - 1) * (n + 1) + 1;
    for (int i = 24; i >= 0 && counts[i] == maxCount; i--) {
        restCount++;
    }
    return Math.max(restCount, tasks.length);
}

/**
 * Runtime: 2 ms, faster than 99.97% of Java online submissions for Task Scheduler.
 * Memory Usage: 42.6 MB, less than 5.88% of Java online submissions for Task Scheduler.
 * <p>
 * Copy from: https://leetcode-cn.com/problems/task-scheduler/solution/ren-wu-diao-du-qi-by-leetcode/[任务调度器 - 任务调度器 - 力扣（LeetCode）]
 */
public int leastInterval1(char[] tasks, int n) {
    if (Objects.isNull(tasks) || tasks.length == 0) {
        return 0;
    }
    int[] counts = new int[26];
    for (char task : tasks) {
        counts[task - 'A']++;
    }
    Arrays.sort(counts);
    int maxValue = counts[25] - 1;
    int idleSlots = maxValue * n;
    for (int i = 24; i >= 0 && counts[i] > 0; i--) {
        idleSlots -= Math.min(maxValue, counts[i]);
    }
    return idleSlots > 0 ? idleSlots + tasks.length : tasks.length;
}

/**
 * Runtime: 29 ms, faster than 42.49% of Java online submissions for Task Scheduler.
 * Memory Usage: 41.9 MB, less than 5.88% of Java online submissions for Task Scheduler.
 * <p>
 * Copy from: https://leetcode-cn.com/problems/task-scheduler/solution/ren-wu-diao-du-qi-by-leetcode/[任务调度器 - 任务调度器 - 力扣（LeetCode）]
 */
public int leastIntervalQueue(char[] tasks, int n) {
    if (Objects.isNull(tasks) || tasks.length == 0) {
        return 0;
    }
    int[] counts = new int[26];
    for (char c : tasks) {
        counts[c - 'A']++;
    }
    PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(Collections.reverseOrder());
    for (int count : counts) {
        if (count > 0) {
            queue.add(count);
        }
    }
    int time = 0;
    while (!queue.isEmpty()) {
        List<Integer> temp = new ArrayList<>();
        int i = 0;
        while (i <= n) {
            if (!queue.isEmpty()) {
                if (queue.peek() > 1) {
                    temp.add(queue.poll() - 1);
                } else {
                    queue.poll();
                }
            }
            time++;
            i++;
            if (queue.isEmpty() && temp.isEmpty()) {
                break;
            }
        }
        for (Integer count : temp) {
            queue.add(count);
        }
    }
    return time;
}

参考资料

621. 任务调度器 - Java—解题注释应该能看懂 — 这个解释清楚。