浙大ZOJ 1012 Mainframe问题解决

一、工程代码及算法设计注释

--------------------------------------------------mainframe.h----------------------------------------------

#ifndef JLU_CCST_MAINFRAME_H
#define JLU_CCST_MAINFRAME_H
#include <vector>
struct Job{
	int cpu,memory,arrive,deadline,reward,bonus,punishment;
	bool isExecuted;
	Job(int c=0,int m=0,int a=0,int d=0,int r=0,int b=0,int p=0,bool i=false):cpu(c),memory(m),arrive(a),
		deadline(d),reward(r),bonus(b),punishment(p),isExecuted(i) {} ;
	/**
	如果比job小，则返回-1；否则返回1.（由于本题中job的特性，任意2个job不会相等）
	*/
	int compare(const Job& job){
		if(arrive<job.arrive)
			return -1;
		if(arrive==job.arrive&&bonus<job.bonus)
			return -1;
		return 1;
	}
};
extern int caculateIncome(std::vector<Job>& jobList,int nCPU,int nMemory,int timeLineF);
extern void testCaculateIncome();

#endif//JLU_CCST_MAINFRAME_H

--------------------------------------------------mainframe.cpp----------------------------------------------

/**
题目来源：浙大ACM在线测试——ZOJ，题目编号1012，题名"Mainframe"
URL：http://acm.zju.edu.cn/onlinejudge/showProblem.do?problemCode=1012
Author：hellogdc<gdcjlu@163.com>
Finish Time:2014.01.10
*/

/**
问题分析：
该题的关键是要将所有job排一列，然后从头开始逐个执行这些job。
排序的指标有2个：主指标为到达时间，次指标为报酬。因为每个任务的报酬
都不一样，所以任意2个job之间都有一个“先后”关系，所以这是一个全序关系。
job的执行：由于CPU及内存的限制，所以job可能不会是按照排序好的队列顺序
执行，因为排在前面的job可能因为CPU和内存限制导致执行不了，从而让位于
后面的一些对资源要求较小的任务。

算法设计：
1. 基于任务到达时间和报酬，对所有任务进行排序，得到一个有序列表jobList.
2. 如果jobList非空，则循环执行下面语句。
	2.1 设置当前时间：将队列最前面的job的到达时间设置为当前时间，同时设置资源：m=M,n=N。
	2.2 遍历jobList，找出合适的job进行执行。
		2.2.1 如果该队列元素的到达时间比当前时间大，则退出该循环，结束寻找。
		2.2.2 对于所有到达时间等于当前时间的job，做如下处理：
			如果当前的剩余资源能满足该job的要求，则该job将被执行，将其从队列中剔除，
			计算费用，更新当前剩余资源。否则，将其到达时间加1（这是为了能在下一小时被优先检测）.
3. 统计那些Ui<=F但确未被执行的job，同时计算费用。
*/
#include <iostream>
#include <vector>
#include "mainframe.h"
using namespace std;

int caculateIncome(vector<Job>& jobList,int nCPU,int nMemory,int timeLineF){
	//1. 递减排序
	for(int i=0;i<jobList.size()-1;i++){
		for(int j=i+1;j<jobList.size();j++){
			if(jobList[i].compare(jobList[j])==-1){
				Job tmp=jobList[j];
				jobList[j]=jobList[i];
				jobList[i]=tmp;
			}
		}
	}
	//2. 计算那些被执行的job所产生的的费用
	int income=0;
	int head=0;
	while(true){
		//2.1 找到队列中尚未执行的“首席”job
		while(head<jobList.size()){
			if(!jobList[head].isExecuted)
				break;
			head++;
		}
		if(head==jobList.size())
			break;

		int currentTime=jobList[head].arrive;
		if(currentTime>timeLineF-1)
				break;
		int nC=nCPU,nM=nMemory;
		bool isFound=false;
		//2.2 遍历jobList，找出合适的job进行执行。
		for(int i=head;i<jobList.size();i++){
			if(jobList[i].isExecuted)
				continue;
			//2.2.1 如果该队列元素的到达时间比当前时间大而且已到合适的job来执行，
			//	则退出该循环，不再寻找。
			if(jobList[i].arrive>currentTime)
				break;
			//2.2.2 如果队列元素的到达时间等于当前时间，且当前的资源量能满足该job的要求，
			//	则该job将被执行，将其从队列中剔除。计算费用。更新当前剩余资源。
			//	否则，将其到达时间加1（这是为了能在下一小时被优先检测）.
			if( jobList[i].arrive=currentTime){
				if(jobList[i].cpu<=nC&&
				jobList[i].memory<=nM ){
					nC-=jobList[i].cpu;
					nM-=jobList[i].memory;
					isFound=true;
					jobList[i].isExecuted=true;
					income+=jobList[i].reward;
					if(currentTime+1<jobList[i].deadline)
						income+=( (jobList[i].deadline-currentTime-1)*jobList[i].bonus );
					else
						income-=( (currentTime+1-jobList[i].deadline)*jobList[i].punishment );
				}else
					jobList[i].arrive++;//下次执行
			}
		}
	}
	//3. 统计那些Ui<=F但确未被执行的job
	for(int i=head;i<jobList.size();i++){
		if( (!jobList[i].isExecuted)&&
			jobList[i].deadline<=timeLineF )
			income-=( (timeLineF-jobList[i].deadline)*jobList[i].punishment );
	}
	return income;
}

/////////////////////////////Test Case///////////////////////////////////////
void testCaculateIncome(){
	vector<Job> jobList;
	int cpu,memory,timelineF;
	//////////////////////////////
	cpu=4;memory=256;timelineF=10;
	jobList.push_back(Job(1,16,2,3,10,5,6));
	jobList.push_back(Job(2,128,2,4,30,10,5));
	jobList.push_back(Job(2,128,2,4,20,10,5));
	int income=caculateIncome(jobList,cpu,memory,timelineF);
	cout<<"Income="<<income<<endl;
}

--------------------------------------------------main.cpp----------------------------------------------

#if 0

#include "mainframe.h"
int main(){
	testCaculateIncome();
}

#endif

二、提交给ZOJ的代码——算法核心代码

注：蛋疼的报了“Wrong
Answer”错误。还未解决。

--------------------------------------------------submit_main.cpp----------------------------------------------

/**
all codes are copied from mainframe.cpp
*/
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
struct Job{
	int cpu,memory,arrive,deadline,reward,bonus,punishment;
	bool isExecuted;
	Job(int c=0,int m=0,int a=0,int d=0,int r=0,int b=0,int p=0,bool i=false):cpu(c),memory(m),arrive(a),
		deadline(d),reward(r),bonus(b),punishment(p),isExecuted(i) {} ;
	int compare(const Job& job){
		if(arrive<job.arrive)
			return -1;
		if(arrive==job.arrive&&bonus<job.bonus)
			return -1;
		return 1;
	}
};
int computeIncome(vector<Job>& jobList,int nCPU,int nMemory,int timeLineF){
	for(int i=0;i<jobList.size()-1;i++){
		for(int j=i+1;j<jobList.size();j++){
			if(jobList[i].compare(jobList[j])==-1){
				Job tmp=jobList[j];
				jobList[j]=jobList[i];
				jobList[i]=tmp;
			}
		}
	}
	int income=0;
	int head=0;
	while(true){
		while(head<jobList.size()){
			if(!jobList[head].isExecuted)
				break;
			head++;
		}
		if(head==jobList.size())
			break;

		int currentTime=jobList[head].arrive;
		if(currentTime>timeLineF-1)
				break;
		int nC=nCPU,nM=nMemory;
		bool isFound=false;
		for(int i=head;i<jobList.size();i++){
			if(jobList[i].isExecuted)
				continue;
			if(jobList[i].arrive>currentTime)
				break;
			if( jobList[i].arrive=currentTime){
				if(jobList[i].cpu<=nC&&
				jobList[i].memory<=nM ){
					nC-=jobList[i].cpu;
					nM-=jobList[i].memory;
					isFound=true;
					jobList[i].isExecuted=true;
					income+=jobList[i].reward;
					if(currentTime+1<jobList[i].deadline)
						income+=( (jobList[i].deadline-currentTime-1)*jobList[i].bonus );
					else
						income-=( (currentTime+1-jobList[i].deadline)*jobList[i].punishment );
				}else
					jobList[i].arrive++;
			}
		}
	}
	for(int i=head;i<jobList.size();i++){
		if( (!jobList[i].isExecuted)&&
			jobList[i].deadline<=timeLineF )
			income-=( (timeLineF-jobList[i].deadline)*jobList[i].punishment );
	}
	return income;
}

int main(){
	int cpu,memory,timelineF;
	int no=1;
	int nJobs;
	while(cin>>timelineF){
		if(timelineF==0)
			break;
		if(no!=1)
			cout<<endl;
		cin>>cpu>>memory>>nJobs;
		vector<Job> jobList(nJobs);
		for(int i=0;i<nJobs;i++){
			Job job;
			cin>>job.cpu>>job.memory>>job.arrive>>job.deadline;
			cin>>job.reward>>job.bonus>>job.punishment;
			jobList[i]=job;
		}
		int income=computeIncome(jobList,cpu,memory,timelineF);
		cout<<"Case "<<no<<":"<<income<<endl;
		no++;
	}
}