ACM/ICPC 之 优先级队列+设置IO缓存区(TSH OJ-Schedule(任务调度))

一个裸的优先级队列(最大堆)题,但也有其他普通队列的做法。这道题我做了两天,结果发现是输入输出太过频繁,一直只能A掉55%的数据,其他都是TLE,如果将输入输出的数据放入缓存区,然后满区输出,可以将IO时间消耗降到很低。

任务调度(Schedule)


描述

某高性能计算集群(HPC cluster)采用的任务调度器与众不同。为简化起见,假定该集群不支持多任务同时执行,故同一时刻只有单个任务处于执行状态。初始状态下,每个任务都由称作优先级数的一个整数指定优先级,该数值越小优先级越高若优先级数相等,则任务名ASCII字典顺序低者优先。此后,CPU等资源总是被优先级数最小的任务占用;每一任务计算完毕,再选取优先级数最小下一任务。不过,这里的任务在计算结束后通常并不立即退出,而是将优先级数加倍(加倍计算所需的时间可以忽略)并继续参与调度;只有在优先级数不小于2^32时,才真正退出

你的任务是,根据初始优先级设置,按照上述调度原则,预测一批计算任务的执行序列。

输入

第一行为以空格分隔的两个整数n和m,n为初始时的任务总数,m为所预测的任务执行序列长度,每行末尾有一个换行符

以下n行分别包含一个整数和一个由不超过8个小写字母和数字组成的字符串。前者为任务的初始优先级数,后者为任务名。数字和字符串之间以空格分隔

输出

最多m行,各含一个字符串。按执行次序分别给出执行序列中前m个任务的名称,若执行序列少于m,那么输出调度器的任务处理完毕前的所有任务即可。

Example

Input

3 3
1 hello
2 world
10 test

Output

hello
hello
world

限制

0 ≤ n ≤ 4,000,000

0 ≤ m ≤ 2,000,000

0 < 每个任务的初始优先级 < 2^32

不会有重名的任务

时间:2 sec

内存:512 MB



  解题思路:

    首先是优先级队列(最大堆),关于这里的讨论,可以参见我第一篇文章 算法手记 之 数据结构(堆)(POJ 2051)

    我这里的建堆算法和插入算法在听过邓俊辉老师的MOOC后进行了优化,批量建堆操作可以将时间度综合效率经过下滤优化至O(N),相对第一次接触堆的时候有了较大的提高,手写堆得代码也可以因此变得更为简洁。详细算法参加下面的代码。

    其次是关于快速输入输出(FastIO),我在这里用结构体进行封装,创建对象IO时可以完成构造函数的操作,包括stdin和stdout两个流向,一个是最大400万次输入,一个是最大200万次输出,相信这样可以将输入输出此时降至十位甚至个位数,将输入输出对时间的消耗降至极低的水平。

    简单介绍这里使用的一个设置文件缓存区的函数和另一个相似函数:

    设置文件缓冲区函数
      void setbuf(FILE *stream,char *buf);

      void setvbuf(FILE *stream,char *buf,int type,unsigned size);
      这两个函数将使得打开文件后,用户可建立自己的文件缓冲区,而不使用fopen()函数打开文件设定的默认缓冲区。

      对于setbuf()函数,buf指出缓冲区长度,由stdio.h中定义的宏BUFSIZE的值决定,缺省为512字节。当buf为空时,setbuf函数将使的文件I/O不带缓冲。

      对setvbuf函数,则由malloc函数来分配缓冲区,参数size指明了缓冲区的长度。

    type则表示了缓冲的类型,其值可以取如下值:

      _IOFBF 文件全部缓冲,即缓冲区装满后,才能对文件读写
      _IOLBF 文件行缓冲,即缓冲区接收到一个换行符时,才能对文件读写

      _IONBF 文件不缓冲,此时忽略buf,size的值,直接读写文件,不再经过文件缓冲区缓冲

  代码的写法模仿了一篇博客,在此表示感谢:terence-yang

  具体代码如下:

  

 1 //优先级队列+快速输入输出(批量)
 2 //Time: 1508Ms Memory: 109488K(No.20)
 3 #include<iostream>
 4 #include<cstdio>
 5 #include<cstring>
 6 using namespace std;
 7
 8 #define MAX 4000005
 9 #define LCHILD(x) ((x)<<1)
10 #define RCHILD(x) (((x)<<1) + 1)
11 #define PRIOR(A,x,y) (A[x]>A[y]?(x):(y))
12
13 int n, m;
14 const long long INF = (long long)1 << 32;    //优先级数上限
15 const int SIZE = 1 << 21;        //缓存区大小
16
17 /*快速输入输出缓存区设置*/
18 struct FastIO {
19     char inbuf[SIZE];
20     char outbuf[SIZE];
21     FastIO() {
22         setvbuf(stdin,inbuf,_IOFBF,SIZE);
23         setvbuf(stdout,outbuf,_IOFBF,SIZE);
24     }
25 }IO;
26
27 struct Task {
28     char word[9];
29     long long v;
30     bool operator > (Task &a){        /*重载为优先级比较符*/
31         return v < a.v || v == a.v && strcmp(word, a.word) < 0;
32     }
33 }task[MAX];
34
35 /*在parent和child之间找到最高优先级代替parent*/
36 int replacePa(int x)
37 {
38     int pa = x;
39     if (RCHILD(x) <= n)
40         pa = PRIOR(task, x, PRIOR(task, LCHILD(x), RCHILD(x)));
41     else if (LCHILD(x) <= n)
42         pa = PRIOR(task, x, LCHILD(x));
43     return pa;
44 }
45
46 /*下滤(向下调整堆)*/
47 void percolateDown(int x)
48 {
49     int rp = replacePa(x);
50     while (rp != x) {
51         swap(task[rp], task[x]);
52         x = rp;
53         rp = replacePa(x);
54     }
55 }
56
57 /*批量建堆(堆积)*/
58 void heapify()
59 {
60     for (int i = n / 2; i >= 1; i--)
61         percolateDown(i);
62 }
63
64 int main()
65 {
66     scanf("%d%d", &n, &m);
67     for (int i = 1; i <= n; i++)
68         scanf("%lld%s", &task[i].v, task[i].word);
69     heapify();
70
71     for (int i = 0; n && i < m; i++)
72     {
73         printf("%s\n", task[1].word);
74         task[1].v *= 2;
75         if (task[1].v >= INF)
76             task[1] = task[n--];
77         percolateDown(1);
78     }
79
80     return 0;
81 }
时间: 2024-10-13 01:11:11

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