PAT甲级1017 Queueing at Bank

银行排队系统优化与平均等待时间计算
该博客探讨了一种银行排队系统的问题,通过排序和处理客户到达时间,计算在限定窗口数量下客户的平均等待时间。算法首先剔除17点之后的无效客户,然后对早于8点的客户进行等待时间计算,并处理窗口占用情况。文章提供了C++和Python两种解决方案,重点在于时间管理和窗口利用率的优化。

1017 Queueing at Bank

题目大意:给出一组客户数据和银行窗口个数,来的早了需要等到8点银行开门,17点以后来的无效,窗口满了需要等上一个客户办理完,求出平均等待时间

注意:来的早的人等待时间也要算!这里思路是按照时间从早到晚排序,先剔除17点以后的人,然后用一个end数组储存每个人结束的时间,按从大到小排,当end长度等于窗口数量时,下一个来的人就要判断是否已经有人离开,把所有离开的人全部剔除end数组,如果没有就计算来的人的等待时间

C++代码已AC,这里用的是python

def cmp(l): #日期格式HH:MM:SS
    l=list(map(int,l.split(':')))
    return (l[0],l[1],l[2])

def timeChange(t):  #统一时间成秒来处理
    t=list(map(int,t.split(':')))
    tm=t[0]*3600+t[1]*60+t[2]
    return tm

n,k=map(int,input().split())
customer=[]
for i in range(n):
    t=tuple(input().split())
    customer.append(t)
customer.sort(key=lambda x:cmp(x[0]))
end=[]
wait_time=0
for i in customer:
    t=list(map(int,i[0].split(':')))
    start=timeChange(i[0])
    if t[0]>17 or t[0]==17 and (t[1]>0 or t[2]>0):  #去掉17点以后来的人
        customer.remove(i)
        n-=1
        continue
    elif t[0]<8:    #如果来的时间早于8点则置为8点
        wait_time+=timeChange("08:00:00")-start #来的早的人一样要等
        start=timeChange("08:00:00")    #初始时间置为8点
    if len(end)==k:  #窗口已满需要处理,否则什么都不做
        if start>=end[-1]:  #每来一个人就处理正在办理的人,看是否有走掉的人(不止处理一个,而是把前面所有办理好的人全部清掉)
            while start>=end[-1]:
                end.pop()
                if len(end)==0:
                    break
        else:   #如果来的时间早于最早结束那个人的时间则需要等待
            wait_time+=end[-1]-start
            start=end[-1]
            end.pop()
    end.append(start+int(i[1])*60)
    end.sort(reverse=True)
print("%.1f" % (wait_time/n/60))

### 银行排队问题的Python实现 银行排队问题是典型的并行处理和任务分配场景,可以通过ZeroMQ框架中的Ventilator-Worker-Sink模型来解决[^1]。以下是基于该模型的一个简单Python实现: #### ZeroMQ Ventilator 实现 Ventilator负责生成任务并将它们发送给Workers。 ```python import zmq import time context = zmq.Context() # Socket to send tasks to workers sender = context.socket(zmq.PUSH) sender.bind("tcp://*:5557") print("Press Enter when the workers are ready...") _ = input() print("Sending tasks to workers...") # Send out tasks total_msec = 0 for task_nbr in range(100): workload = int((task_nbr * task_nbr) % 100 + 1) # Some random work load total_msec += workload sender.send_string(str(workload)) print(f"Total expected cost: {total_msec} msec") time.sleep(1) # Give 0MQ time to deliver ``` #### ZeroMQ Worker 实现 Worker接收来自Ventilator的任务并执行计算后将结果返回给Sink。 ```python import zmq import sys import time context = zmq.Context() # Socket to receive messages on receiver = context.socket(zmq.PULL) receiver.connect("tcp://localhost:5557") # Socket to send messages to sender = context.socket(zmq.PUSH) sender.connect("tcp://localhost:5558") while True: s = receiver.recv_string() print(f"Received request: {s}") # Do some 'work' time.sleep(int(s) / 10) # Send results to sink sender.send(b'') ``` #### ZeroMQ Sink 实现 Sink收集所有Worker的结果,并统计完成时间。 ```python import zmq import time context = zmq.Context() # Socket to collect worker responses receiver = context.socket(zmq.PULL) receiver.bind("tcp://*:5558") # Wait for start of batch s = receiver.recv() # Start our clock now tstart = time.time() # Process 100 confirmations for task_nbr in range(100): s = receiver.recv() if task_nbr % 10 == 0: sys.stdout.write(':') else: sys.stdout.write('.') sys.stdout.flush() # Calculate and report duration of batch tend = time.time() print(f"\nTotal elapsed time: {(tend-tstart)*1000} msec") ``` 上述代码展示了如何通过ZeroMQ构建一个简单的分布式任务管理系统[^2]。对于银行排队问题,可以将其视为多个客户作为任务被分配到不同的柜员(即Worker),而最终的结果由Sink汇总。 此外,在高并发环境下,还需要注意内存管理和I/O性能优化[^3]。建议使用缓存机制减少磁盘操作频率,并利用消息队列实现各模块间的异步通信。
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