小米 MIX Fold 3 手机流畅运行的秘密：如何计算最低初始电量？

8月份发布会一结束，米小兔就在公司领到了一台最新发布的 Xiaomi MIX Fold 3 手机，这是一款小米旗舰折叠屏手机，并搭载了全新升级架构的 MIUI14 系统。其先进的应用引擎不仅让系统更流畅，应用体验也大幅提升。在一个优化项中，为了尽可能提升用户白天使用手机的体验和续航，某些已经在系统中注册过的任务会被设置为空闲任务，仅在手机空闲时运行（比如数据备份或 AI 相册整理）。

现在系统中注册了若干组空闲任务，每个任务有各自的耗电量以及允许任务运行的最低初始电量，我们需要计算手机能够串行完成全部任务的最低初始电量。

注意点:

所有电量以 mAh（毫安时）计，Xiaomi MIX Fold 3 的大电池容量是 4800mAh。
本题目假设手机在运行空闲任务期间，不处于充电状态，也没有额外耗电行为。
智能应用引擎会以最合适的顺序串行运行任务。

输入描述:

一个描述了所有任务的长字符串。任务与任务之间用逗号隔开，每组任务由耗电量及最低初始电量组成，用冒号隔开。

输出描述:

一个数字，代表依次完成全部任务的最低初始电量，如果最低初始电量超过手机电池容量，则返回 -1。

Java 代码示例:

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String tasks = '1000:2000, 1500:2500, 1200:1800';
        int batteryCapacity = 4800;
        int minInitialBattery = calculateMinInitialBattery(tasks, batteryCapacity);
        System.out.println(minInitialBattery);
    }

    public static int calculateMinInitialBattery(String tasks, int batteryCapacity) {
        String[] taskArray = tasks.split(', ');
        int[][] taskInfo = new int[taskArray.length][2];

        for (int i = 0; i < taskArray.length; i++) {
            String[] task = taskArray[i].split(':');
            taskInfo[i][0] = Integer.parseInt(task[0]);
            taskInfo[i][1] = Integer.parseInt(task[1]);
        }

        Arrays.sort(taskInfo, (a, b) -> a[1] - b[1]);

        int minInitialBattery = 0;
        int currentBattery = 0;

        for (int i = 0; i < taskInfo.length; i++) {
            if (currentBattery < taskInfo[i][1]) {
                minInitialBattery += taskInfo[i][1] - currentBattery;
                currentBattery = taskInfo[i][1];
            }
            currentBattery -= taskInfo[i][0];
            if (currentBattery < 0) {
                return -1;
            }
        }

        return minInitialBattery;
    }
}

解题思路:

首先，将任务字符串按逗号分隔，得到每组任务的耗电量和最低初始电量。
将任务按最低初始电量从小到大进行排序，这样能够保证先完成耗电量少的任务。
遍历排序后的任务数组，计算完成当前任务所需要的最低初始电量。
如果当前电量小于该任务的最低初始电量，则需要充电，将最低初始电量与当前电量之差累加到总的最低初始电量中，并更新当前电量。
在完成当前任务后，将当前电量减去该任务的耗电量。
如果当前电量小于 0，说明手机电池容量不足以完成所有任务，返回 -1。
最后返回总的最低初始电量。

复杂度分析:

时间复杂度：O(nlogn)，其中 n 是任务的数量，排序任务数组的时间复杂度为 O(nlogn)。
空间复杂度：O(n)，需要使用一个二维数组来存储任务的耗电量和最低初始电量。

总结:

本文通过一个具体的例子，展示了如何计算手机能够串行完成所有空闲任务的最低初始电量。该算法简单易懂，时间和空间复杂度都比较低，可以作为优化手机系统性能的一个参考。