【PTA数据结构 | C语言版】取行李

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题目

一般机场里，航班到达后，旅客们会去到达区的行李传送带那里取自己的行李。

现假设有一座特别的机场，每条传送带只有一个取行李的窗口。旅客们必须排好队，逐一到窗口取自己的行李。但是当某人到窗口前，发现行李不是自己的，那人就只好走到队尾去等下一次机会。此时那件行李会一直等在窗口，直到它的主人把它取走。假设每一次认领需要 1 分钟，本题就要求你计算传送带清空需要的时间、以及旅客们的平均等待时间。

例如，假设行李 i 属于旅客 i。行李的到达顺序是 1、2、3，旅客的到达顺序是 2、1、3。则 1 号行李要等 2 分钟才能被主人 1 号旅客取走。这时行李队列中有 2、3，旅客队列中是 3、2。于是 2 号行李还要等 2 分钟才能被 2 号旅客取走，最后 3 号在第 5 分钟取走行李。旅客们的平均等待时间是 (2+4+5)/3≈3.7。

输入格式：
输入首先在第一行给出一个正整数 N（≤10^3）。下一行给出 N 个数字，是 [1,N] 区间内整数的一个重排列，表示旅客队列。这里我们假设行李队列是按 1、2、……、N 有序的，并且行李 i 属于旅客 i。一行中数字间以空格分隔。

输出格式：
在一行中输出传送带清空需要的时间、以及旅客们的平均等待时间（输出小数点后 1 位）。数字间以 1 个空格分隔，行首尾不得有多余空格。

输入样例：
5
3 5 1 2 4

输出样例：
9 6.0

题目引用自攀拓考试真题（2022年冬季）。

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义队列结构
typedef struct Queue {
    int *data;
    int front;
    int rear;
    int size;
    int capacity;
} Queue;

// 创建队列
Queue* createQueue(int capacity) {
    Queue *q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
    q->capacity = capacity;
    q->front = 0;
    q->rear = -1;
    q->size = 0;
    q->data = (int*)malloc(sizeof(int) * capacity);
    return q;
}

// 入队操作
void enqueue(Queue *q, int value) {
    q->rear = (q->rear + 1) % q->capacity;
    q->data[q->rear] = value;
    q->size++;
}

// 出队操作
int dequeue(Queue *q) {
    int value = q->data[q->front];
    q->front = (q->front + 1) % q->capacity;
    q->size--;
    return value;
}

int main() {
    int N;
    scanf("%d", &N);
    
    Queue *passengers = createQueue(N);
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        int p;
        scanf("%d", &p);
        enqueue(passengers, p);
    }
    
    int current_bag = 1;  // 当前窗口的行李
    int time = 0;         // 总耗时
    int *wait_time = (int*)malloc(sizeof(int) * (N + 1));  // 索引1~N对应旅客1~N
    
    while (current_bag <= N) {
        time++;  // 每次操作耗时1分钟
        int passenger = dequeue(passengers);  // 取出队首旅客
        
        if (passenger == current_bag) {
            // 旅客取走行李
            wait_time[passenger] = time;
            current_bag++;  // 下一个行李准备好
        } else {
            // 旅客回到队尾
            enqueue(passengers, passenger);
        }
    }
    
    // 计算平均等待时间
    double total_wait = 0;
    for (int i = 1; i <= N; i++) {
        total_wait += wait_time[i];
    }
    double avg_wait = total_wait / N;
    
    // 输出结果
    printf("%d %.1f\n", time, avg_wait);
    
    return 0;
}