『LeetCode』636 函数的独占时间

题目

有一个 单线程 CPU 正在运行一个含有 n 道函数的程序。每道函数都有一个位于 0 和 n-1 之间的唯一标识符。

函数调用 存储在一个调用栈上 ：当一个函数调用开始时，它的标识符将会推入栈中。而当一个函数调用结束时，它的标识符将会从栈中弹出。标识符位于栈顶的函数是 当前正在执行的函数 。每当一个函数开始或者结束时，将会记录一条日志，包括函数标识符、是开始还是结束、以及相应的时间戳。

给你一个由日志组成的列表 logs ，其中 logs[i] 表示第 i 条日志消息，该消息是一个按 "{function_id}:{"start" | "end"}:{timestamp}" 进行格式化的字符串。例如，"0:start:3" 意味着标识符为 0 的函数调用在时间戳 3 的 起始开始执行 ；而 "1:end:2" 意味着标识符为 1 的函数调用在时间戳 2 的 末尾结束执行。注意，函数可以 调用多次，可能存在递归调用。

函数的 独占时间 定义是在这个函数在程序所有函数调用中执行时间的总和，调用其他函数花费的时间不算该函数的独占时间。例如，如果一个函数被调用两次，一次调用执行 2 单位时间，另一次调用执行 1 单位时间，那么该函数的 独占时间 为 2 + 1 = 3 。

以数组形式返回每个函数的 独占时间 ，其中第 i 个下标对应的值表示标识符 i 的函数的独占时间。

示例 1：

输入：n = 2, logs = ["0:start:0","1:start:2","1:end:5","0:end:6"]
输出：[3,4]
解释：
函数 0 在时间戳 0 的起始开始执行，执行 2 个单位时间，于时间戳 1 的末尾结束执行。函数 1 在时间戳 2 的起始开始执行，执行 4 个单位时间，于时间戳 5 的末尾结束执行。函数 0 在时间戳 6 的开始恢复执行，执行 1 个单位时间。所以函数 0 总共执行 2 + 1 = 3 个单位时间，函数 1 总共执行 4 个单位时间。

示例 2：

输入：n = 1, logs = ["0:start:0","0:start:2","0:end:5","0:start:6","0:end:6","0:end:7"]
输出：[8]
解释：
函数 0 在时间戳 0 的起始开始执行，执行 2 个单位时间，并递归调用它自身。
函数 0（递归调用）在时间戳 2 的起始开始执行，执行 4 个单位时间。
函数 0（初始调用）恢复执行，并立刻再次调用它自身。
函数 0（第二次递归调用）在时间戳 6 的起始开始执行，执行 1 个单位时间。
函数 0（初始调用）在时间戳 7 的起始恢复执行，执行 1 个单位时间。
所以函数 0 总共执行 2 + 4 + 1 + 1 = 8 个单位时间。

示例 3：

输入：n = 2, logs = ["0:start:0","0:start:2","0:end:5","1:start:6","1:end:6","0:end:7"]
输出：[7,1]
解释：
函数 0 在时间戳 0 的起始开始执行，执行 2 个单位时间，并递归调用它自身。
函数 0（递归调用）在时间戳 2 的起始开始执行，执行 4 个单位时间。
函数 0（初始调用）恢复执行，并立刻调用函数 1 。
函数 1在时间戳 6 的起始开始执行，执行 1 个单位时间，于时间戳 6 的末尾结束执行。
函数 0（初始调用）在时间戳 7 的起始恢复执行，执行 1 个单位时间，于时间戳 7 的末尾结束执行。
所以函数 0 总共执行 2 + 4 + 1 = 7 个单位时间，函数 1 总共执行 1 个单位时间。

示例 4：

输入：n = 2, logs = ["0:start:0","0:start:2","0:end:5","1:start:7","1:end:7","0:end:8"]
输出：[8,1]

示例 5：

输入：n = 1, logs = ["0:start:0","0:end:0"]
输出：[1]

提示：

1 <= n <= 100
1 <= logs.length <= 500
0 <= function_id < n
\(0 <= timestamp <= 10^{9}\)
两个开始事件不会在同一时间戳发生
两个结束事件不会在同一时间戳发生
每道函数都有一个对应 "start" 日志的 "end" 日志

题解

【函数的独占时间】栈模拟

模拟

题目其实说得已经很明确了，使用 调用栈 来进行函数的运行调度，只有栈顶函数在运行，所以使用栈进行模拟即可。具体来说：在栈中存储函数的标识符

如果是 start, 需要计算保存之前正在运行函数(即栈顶函数的运行时间)，然后压栈
如果是 end, 栈顶肯定是当前函数的标识符，直接出栈然后计算函数的运行时间即可

Tips: 虽然题目没有明确说明，但 logs 是按照时间戳递增有序的，所以可以不用排序

# Code language: Python
class Solution:
    def exclusiveTime(self, n: int, logs: List[str]) -> List[int]:
        # logs.sort(key=lambda x: int(x.split(':')[-1]))  # 非必要操作
        ans = [0] * n
        st = list()
        for log in logs:
            function_id, tag, timestamp = log.split(':')
            function_id, timestamp = map(int, (function_id, timestamp))
            if tag == "start":
                if st:
                    cur_id = st[-1]
                    ans[cur_id] += timestamp - cur
                st.append(function_id)
                cur = timestamp
            else:
                st.pop()
                ans[function_id] += timestamp - cur + 1
                cur = timestamp + 1
        return ans

// Code language: Java
class Solution {
    public int[] exclusiveTime(int n, List<String> logs) {
        int[] ans = new int[n];
        Deque<Integer> st = new ArrayDeque<>();
        int cur = 0;
        for (String log: logs) {
            String[] tmp = log.split(":");
            int function_id = Integer.parseInt(tmp[0]), timestamp = Integer.parseInt(tmp[2]);
            if (tmp[1].equals("start")) {
                if (!st.isEmpty()) {
                    int cur_id = st.peekLast();
                    ans[cur_id] += timestamp - cur;
                }
                st.addLast(function_id);
                cur = timestamp;
            }
            else {
                st.pollLast();
                ans[function_id] += timestamp - cur + 1;
                cur = timestamp + 1;
            }
        }
        return ans;
    }
}

时间复杂度: \(O(m)\), \(m\) 为 logs 的长度
空间复杂度: \(O(n)\), 最多有 \(n\) 个函数

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