99클럽 코테 스터디 7일차 TIL + Java Algorithm

소개

• 알고리즘 스터디를 참여하며 작성하는 TIL입니다.
• TIL이란? 'Today I Learned'의 약자로, 한국어로 번역하면 '오늘 내가 배운 것'이란 의미입니다.
• 제가 오늘 하루 배운 것 혹은 경험하고 느낀 것들을 기록하고 회고하는 습관을 기르기 위한 글입니다.

 

문제 & 키워드

• 프로그래머스 - 과제 진행하기 (문제 링크)
• 우선순위 큐
• 스택
• 스케줄링 알고리즘

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문제 설명

과제를 받은 루는 다음과 같은 순서대로 과제를 하려고 계획을 세웠습니다.

1. 과제는 시작하기로 한 시각이 되면 시작합니다.
2. 새로운 과제를 시작할 시각이 되었을 때, 기존에 진행 중이던 과제가 있다면 진행 중이던 과제를 멈추고 새로운 과제를 시작합니다.
3. 진행 중이던 과제를 끝냈을 때, 잠시 멈춘 과제가 있다면, 멈춰둔 과제를 이어서 진행합니다.
4. 만약, 과제를 끝낸 시각에 새로 시작해야 되는 과제와 잠시 멈춰둔 과제가 모두 있다면, 새로 시작해야 하는 과제부터 진행합니다.
5. 멈춰둔 과제가 여러 개일 경우, 가장 최근에 멈춘 과제부터 시작합니다.

과제 계획을 담은 이차원 문자열 배열 plans가 매개변수로 주어질 때, 과제를 끝낸 순서대로 이름을 배열에 담아 return 하는 solution 함수를 완성해주세요.

제한사항

• 3 ≤ plans의 길이 ≤ 1,000
• plans의 원소는 [name, start, playtime]의 구조로 이루어져 있습니다.
  • name: 과제의 이름을 의미합니다.
    • 2 ≤ name의 길이 ≤ 10
    • name은 알파벳 소문자로만 이루어져 있습니다.
    • name이 중복되는 원소는 없습니다.
  • start: 과제의 시작 시각을 나타냅니다.
    • "hh:mm"의 형태로 "00:00" ~ "23:59" 사이의 시간값만 들어가 있습니다.
    • 모든 과제의 시작 시각은 달라서 겹칠 일이 없습니다.
    • 과제는 "00:00" ... "23:59" 순으로 시작하면 됩니다. 즉, 시와 분의 값이 작을수록 더 빨리 시작한 과제입니다.
  • playtime: 과제를 마치는데 걸리는 시간을 의미하며, 단위는 분입니다.
    • 1 ≤ playtime ≤ 100
    • playtime은 0으로 시작하지 않습니다.
• 배열은 시간순으로 정렬되어 있지 않을 수 있습니다.
• 진행 중이던 과제가 끝나는 시각과 새로운 과제를 시작해야 하는 시각이 같은 경우 진행 중이던 과제는 끝난 것으로 판단합니다.

입출력 예

plans	result
[["korean", "11:40", "30"], ["english", "12:10", "20"], ["math", "12:30", "40"]]	["korean", "english", "math"]
[["science", "12:40", "50"], ["music", "12:20", "40"], ["history", "14:00", "30"], ["computer", "12:30", "100"]]	["science", "history", "computer", "music"]
[["aaa", "12:00", "20"], ["bbb", "12:10", "30"], ["ccc", "12:40", "10"]]	["bbb", "ccc", "aaa"]

입출력 예 설명

입출력 예 #1

• "korean", "english", "math" 순으로 과제를 시작합니다.
• "korean" 과제를 "11:40"에 시작하여 30분 후인 "12:10"에 마치고, 즉시 "english" 과제를 시작합니다.
• 20분 후인 "12:30"에 "english" 과제를 마치고, 즉시 "math" 과제를 시작합니다.
• 40분 후인 "01:10"에 "math" 과제를 마칩니다.
• 따라서 "korean", "english", "math" 순으로 과제를 끝내므로 차례대로 배열에 담아 반환합니다.

입출력 예 #2

• "music", "computer", "science", "history" 순으로 과제를 시작합니다.

시각 진행 중 과제 잠시 멈춘 과제 설명

"12:20"	"music"	[ ]	"music"을 시작합니다.
"12:30"	"computer"	["music"]	"music"을 잠시 멈추고(남은 시간 30분) "computer"를 시작합니다.
"12:40"	"science"	["music", "computer"]	"computer"를 잠시 멈추고(남은 시간 90분) "science"를 시작합니다.
"13:30"	"computer"	["music"]	"science"를 끝내고 가장 최근에 멈춘 "computer"를 다시 시작합니다.
"14:00"	"history"	["music", "computer"]	"computer"를 잠시 멈추고(남은 시간 60분) "history"를 시작합니다.
"14:30"	"computer"	["music"]	"history"를 끝내고 가장 최근에 멈춘 "computer"를 다시 시작합니다.
"15:30"	"music"	[ ]	"computer"를 끝내고 가장 최근에 멈춘 "music"을 다시 시작합니다.
"16:00"	-	[ ]	"music"을 끝냅니다.

• 따라서 ["science", "history", "computer", "music"] 순서로 과제를 마칩니다.

입출력 예 #3

• 설명 생략

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문제 접근

이 문제는 다음과 같은 순서로 해결할 수 있습니다.

1. 작업 정렬
   • 주어진 작업들을 시작 시간에 따라 정렬합니다.
2. 작업 처리
   • 각 작업을 처리하며, 현재 작업이 종료되는 시간보다 다음 작업의 시작 시간이 빠르면 현재 작업을 중지하고 다음 작업을 시작합니다.
   • 중지된 작업은 스택에 저장합니다.
3. 중지된 작업 재실행
   • 스택에 저장된 중지된 작업을 다시 실행합니다.
4. 결과 반환
   • 처리된 작업의 순서를 저장하여 결과를 반환합니다.

풀이 - Java 코드

import java.util.*;

class Solution {

    private PriorityQueue<Schedule> taskQue = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> (int) (o1.start - o2.start));
    private List<String> answer;

    public String[] solution(String[][] plans) {
        answer = new ArrayList<>();

        // 1. 계획을 PriorityQueue에 추가
        for (int i = 0; i < plans.length; i++) {
            String name = plans[i][0];
            String startStr = plans[i][1];
            int playtime = Integer.parseInt(plans[i][2]);

            String[] split = startStr.split(":");
            int startTime = (Integer.parseInt(split[0]) * 60) + Integer.parseInt(split[1]);
            taskQue.offer(new Schedule(name, startTime, playtime));
        }

        Schedule s = taskQue.poll();

        int currentStartTime = s.start; // 초기 스케줄 실행 시간

        Stack<Schedule> stopStack = new Stack<>();
        while (true) {
            int nowEndTime = currentStartTime + s.plusTime;

            // 2. 다음 실행 시간이 현재 스케줄 종료 시간보다 작을 경우 중지
            if (!taskQue.isEmpty() && taskQue.peek().start < nowEndTime) {

                // plus시간 = 현재 plus 시간 - (다음 스케줄 실행시간 - 현재 스케줄 실행 시간)
                int plusTime = s.plusTime - (taskQue.peek().start - currentStartTime); // 실행된 시간 계산

                stopStack.push(new Schedule(s.name, s.start, plusTime));

                currentStartTime = taskQue.peek().start;

                s = taskQue.poll(); // 새로운 과제
            } else {
		            // 3. 결과 저장
                answer.add(s.name);
                currentStartTime += s.plusTime; // 현재 시각 재설정

                // 4. 중지된 작업 있으면 실행
                if (!stopStack.isEmpty()) {
                    // 멈춰둔 과제 다시 시작
                    s = stopStack.pop();
                }
                // 새로운 과제가 있을 경우 새로운 과제 시작
                else if (!taskQue.isEmpty()) {
                    s = taskQue.poll();
                    currentStartTime = s.start;
                }
                // 5. 모든 과제를 완료했을 경우 종료
                else break;
            }
        }

        return answer.toArray(new String[0]);
    }

    class Schedule {
        private String name;
        private int start;
        private int plusTime;

        public Schedule(String name, int start, int plusTime) {
            this.name = name;
            this.start = start;
            this.plusTime = plusTime;
        }
    }
}

풀이 설명

1. 작업 정렬
   • 주어진 작업을 시작 시간에 따라 우선순위 큐에 저장합니다.
2. 작업 처리
   • 작업을 하나씩 꺼내어 처리합니다.
   • 현재 작업이 종료되기 전에 다음 작업이 시작된다면(다음 작업 시작 시간 < 현재 작업 종료 시간), 현재 작업을 스택에 저장하고 다음 작업을 먼저 시작합니다.
3. 결과 저장
   • 작업을 결과 리스트에 저장하고 현재 스케줄 실행 시간에 작업시간을 더해줍니다.
4. 중지된 작업 재실행
   • 스택에 저장된 중지된 작업이 있다면, 다시 실행하여 완료합니다.
5. 모든 과제를 완료했을 경우 종료
   • 해당하는 조건이 없다면 모든 과제를 완료한 것으로 판단하여 종료합니다.

 

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마무리하며

• 우선순위 큐와 스택을 활용한 스케줄링 알고리즘을 직접 구현해 볼 수 있었습니다.
• 작업의 우선순위를 정하고 중지된 작업을 효율적으로 관리하는 방법을 학습할 수 있었습니다.