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 }