leetcode [621] 任务调度器

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给定一个用字符数组表示的 CPU 需要执行的任务列表。其中包含使用大写的 A - Z 字母表示的26 种不同种类的任务。任务可以以任意顺序执行，并且每个任务都可以在 1 个单位时间内执行完。CPU 在任何一个单位时间内都可以执行一个任务，或者在待命状态。

然而，两个相同种类的任务之间必须有长度为 n 的冷却时间，因此至少有连续 n 个单位时间内 CPU 在执行不同的任务，或者在待命状态。

你需要计算完成所有任务所需要的最短时间。

示例 1：

输入: tasks = ["A","A","A","B","B","B"], n = 2
输出: 8
执行顺序: A -> B -> (待命) -> A -> B -> (待命) -> A -> B.

注：

任务的总个数为 [1, 10000]。
n 的取值范围为 [0, 100]。

思路来自题解:

完成所有任务的最短时间取决于出现次数最多的任务数量。

看下题目给出的例子

输入: tasks = ["A","A","A","B","B","B"], n = 2
输出: 8
执行顺序: A -> B -> (待命) -> A -> B -> (待命) -> A -> B.

因为相同任务必须要有时间片为 n 的间隔，所以我们先把出现次数最多的任务 A 安排上（当然> 你也可以选择任务 B）。例子中 n = 2，那么任意两个任务 A 之间都必须间隔 2 个单位的时> 间：

A -> (单位时间) -> (单位时间) -> A -> (单位时间) -> (单位时间) -> A

中间间隔的单位时间可以用来安排别的任务，也可以处于“待命”状态。当然，为了使总任务时间> 最短，我们要尽可能地把单位时间分配给其他任务。现在把任务 B 安排上：

A -> B -> (单位时间) -> A -> B -> (单位时间) -> A -> B

很容易观察到，前面两个 A 任务一定会固定跟着 2 个单位时间的间隔。最后一个 A 之后是否> 还有任务跟随取决于是否存在与任务 A 出现次数相同的任务。

该例子的计算过程为：

(任务 A 出现的次数 - 1) * (n + 1) + (出现次数为 3 的任务个数)，即：

(3 - 1) * (2 + 1) + 2 = 8

所以整体的解题步骤如下：

    计算每个任务出现的次数
    找出出现次数最多的任务，假设出现次数为 x
    计算至少需要的时间 (x - 1) * (n + 1)，记为 min_time
    计算出现次数为 x 的任务总数 count，计算最终结果为 min_time + count

特殊情况

然而存在一种特殊情况，例如：

输入: tasks = ["A","A","A","B","B","B","C","C","D","D"], n = 2
输出: 10
执行顺序: A -> B -> C -> A -> B -> D -> A -> B -> C -> D

此时如果按照上述方法计算将得到结果为 8，比数组总长度 10 要小，应返回数组长度。

class Solution:
    def leastInterval(self, tasks: List[str], n: int) -> int:
        length = len(tasks)
        if length <= 1:
            return length
        
        # 用于记录每个任务出现的次数
        task_map = dict()
        for task in tasks:
            task_map[task] = task_map.get(task, 0) + 1
        # 按任务出现的次数从大到小排序
        task_sort = sorted(task_map.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True)
        
        # 出现最多次任务的次数
        max_task_count = task_sort[0][1]
        # 至少需要的最短时间
        res = (max_task_count - 1) * (n + 1)
        
        for sort in task_sort:
            if sort[1] == max_task_count:
                res += 1
        
        # 如果结果比任务数量少，则返回总任务数
        return res if res >= length else length