算法题任务调度器

最新推荐文章于 2025-12-18 17:00:31 发布

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#算法

621. 任务调度器

问题描述

给你一个用字符数组表示的 CPU 需要执行的任务列表，其中 tasks[i] 表示第 i 个任务。任务用大写字母 A-Z 表示。

CPU 每个周期只能执行一个任务，且任务之间有冷却时间 n：两个相同任务之间必须有至少 n 个周期的冷却时间（可以执行其他任务或空闲）。

返回完成所有任务所需的最短时间。

示例：

输入: tasks = ["A","A","A","B","B","B"], n = 2
输出: 8
解释: A -> B -> idle -> A -> B -> idle -> A -> B

算法思路

核心思想：数学计算 + 桶思想

关键：限制执行速度的是出现次数最多的任务
桶模型：将执行周期分为 (maxFreq - 1) 个完整桶，每个桶大小为 (n + 1)
最后桶：放入剩余任务，不需要冷却时间

计算公式：

总时间 = max(
    (maxFreq - 1) * (n + 1) + countMax,  // 桶模型计算
    totalTasks                         // 至少需要的总时间
)

关键：

maxFreq：出现次数最多的任务的频率
countMax：有多少个任务的出现次数等于 maxFreq
n + 1：一个完整周期（包括冷却时间）

代码实现

import java.util.*;

class Solution {
   
   
    /**
     * 计算完成所有任务所需的最短时间
     * 
     * @param tasks 任务数组，每个元素是大写字母A-Z
     * @param n 冷却时间，相同任务间至少间隔n个周期
     * @return 完成所有任务的最短时间
     */
    public int leastInterval(char[] tasks, int n) {
   
   
        // 边界情况：没有任务或冷却时间为0
        if (tasks == null || tasks.length == 0) {
   
   
            return 0;
        }
        if (n == 0) {
   
   
            return tasks.length;
        }
        
        // 第一步：统计每个任务的出现频率
        Map<Character, Integer> freqMap = new HashMap<>();
        for (char task : tasks) {
   
   
            freqMap.put(task