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JavaInterview.cn
2025-06-09
目录

1834. 单线程CPUJava

文章发布较早,内容可能过时,阅读注意甄别。

# 题目

给你一个二维数组 tasks ,用于表示 n​​​​​​ 项从 0 到 n - 1 编号的任务。其中 tasks[i] = [enqueueTimei, processingTimei] 意味着第 i​​​​​​​​​​ 项任务将会于 enqueueTimei 时进入任务队列,需要 processingTimei 的时长完成执行。

现有一个单线程 CPU ,同一时间只能执行 最多一项 任务,该 CPU 将会按照下述方式运行:

  • 如果 CPU 空闲,且任务队列中没有需要执行的任务,则 CPU 保持空闲状态。
  • 如果 CPU 空闲,但任务队列中有需要执行的任务,则 CPU 将会选择 执行时间最短 的任务开始执行。如果多个任务具有同样的最短执行时间,则选择下标最小的任务开始执行。
  • 一旦某项任务开始执行,CPU 在 执行完整个任务 前都不会停止。
  • CPU 可以在完成一项任务后,立即开始执行一项新任务。 返回 CPU 处理任务的顺序。

示例 1:

输入:tasks = [[1,2],[2,4],[3,2],[4,1]]
输出:[0,2,3,1]
解释:事件按下述流程运行:
- time = 1 ,任务 0 进入任务队列,可执行任务项 = {0}
- 同样在 time = 1 ,空闲状态的 CPU 开始执行任务 0 ,可执行任务项 = {}
- time = 2 ,任务 1 进入任务队列,可执行任务项 = {1}
- time = 3 ,任务 2 进入任务队列,可执行任务项 = {1, 2}
- 同样在 time = 3 ,CPU 完成任务 0 并开始执行队列中用时最短的任务 2 ,可执行任务项 = {1}
- time = 4 ,任务 3 进入任务队列,可执行任务项 = {1, 3}
- time = 5 ,CPU 完成任务 2 并开始执行队列中用时最短的任务 3 ,可执行任务项 = {1}
- time = 6 ,CPU 完成任务 3 并开始执行任务 1 ,可执行任务项 = {}
- time = 10 ,CPU 完成任务 1 并进入空闲状态

示例 2:

输入:tasks = [[7,10],[7,12],[7,5],[7,4],[7,2]]
输出:[4,3,2,0,1]
解释:事件按下述流程运行:
- time = 7 ,所有任务同时进入任务队列,可执行任务项  = {0,1,2,3,4}
- 同样在 time = 7 ,空闲状态的 CPU 开始执行任务 4 ,可执行任务项 = {0,1,2,3}
- time = 9 ,CPU 完成任务 4 并开始执行任务 3 ,可执行任务项 = {0,1,2}
- time = 13 ,CPU 完成任务 3 并开始执行任务 2 ,可执行任务项 = {0,1}
- time = 18 ,CPU 完成任务 2 并开始执行任务 0 ,可执行任务项 = {1}
- time = 28 ,CPU 完成任务 0 并开始执行任务 1 ,可执行任务项 = {}
- time = 40 ,CPU 完成任务 1 并进入空闲状态

提示:

  • tasks.length == n
  • 1 <= n <= 105
  • 1 <= enqueueTimei, processingTimei <= 109

# 思路

Java 模拟+堆

# 解法

class Solution {
    public int[] getOrder(int[][] tasks) {
        /*
        堆+模拟:
        看数据范围得知需要时间复杂度为:O(N)或者O(logN)的算法
        维护一个当前时刻curTime,再用一个优先队列维护当前在队列里面的任务
        其中优先队列要保证队列里的元素按照执行时间的长短进行排序,执行时间长短一致就按照索引升序
        每一个任务弹出对应一个任务执行,curTime跳至当前任务执行完的时刻
        把当前任务执行完的时刻,对应能够入队的就进行入队
        注意:
        1.执行完任务的时间可能会使得int溢出,因此用long
        2.初始跳到首批入队的节点可能不止1个,curTime跳至对应时刻
        3.中间可能出现断档的情况,断档后跳至下一个任务处,注意入队的节点可能不止一个,curTime跳至对应时刻
         */
        int n = tasks.length;
        int[] res = new int[n];
        // [进队时间,时长,索引]
        int[][] arr = new int[n][3];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            arr[i] = new int[]{tasks[i][0], tasks[i][1], i};
        }
        // 按照进队时间升序排序
        Arrays.sort(arr, Comparator.comparingInt(a -> a[0]));
        // 小顶堆模拟[进队时间,索引]
        PriorityQueue<int[]> pq = new PriorityQueue<>((a, b) -> a[1] == b[1] ? a[2] - b[2] : a[1] - b[1]);
        long curTime = arr[0][0];
        int idx = 0, resId = 0;
        // 初始入队
        while (idx < n && arr[idx][0] == curTime) pq.add(arr[idx++]);
        // 开启模拟
        while (!pq.isEmpty()) {
            // 执行当前任务
            int[] poll = pq.poll();
            res[resId++] = poll[2];
            curTime += poll[1]; // curTime跳至执行完当前任务时刻
            // 执行完当前任务后,相应进入队列
            while (idx < n && arr[idx][0] <= curTime) pq.add(arr[idx++]);
            // 断档了,curTime跳到写一个可执行的任务处(注意可能有多个)
            if (pq.isEmpty() && idx < n) {
                curTime = arr[idx][0];
                while (idx < n && arr[idx][0] == curTime) pq.add(arr[idx++]);
            }
        }
        return res;
    }
}

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# 总结

  • 分析出几种情况,然后分别对各个情况实现
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