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636. 函数的独占时间

题目描述

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。

 

提示：

  • 1 <= n <= 100
  • 1 <= logs.length <= 500
  • 0 <= function_id < n
  • 0 <= timestamp <= 109
  • 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

解法

方法一：栈 + 模拟

我们定义一个栈 $\textit{stk}$，用于存储当前正在执行的函数的标识符。同时，我们定义一个数组 $\textit{ans}$，用于存储每个函数的独占时间，初始时每个函数的独占时间都为 $0$。用一个变量 $\textit{pre}$ 记录上一个时间戳。

遍历日志数组，对于每一条日志，我们首先将其按照冒号分隔，得到函数标识符 $\textit{i}$，操作类型 $\textit{op}$ 和时间戳 $\textit{t}$。

如果 $\textit{op}$ 为 $\text{start}$，则表示函数 $\textit{i}$ 开始执行，我们需要判断栈是否为空，如果不为空，则将栈顶函数的独占时间增加 $\textit{cur} - \textit{pre}$，然后将 $\textit{i}$ 入栈，更新 $\textit{pre}$ 为 $\textit{cur}$；如果 $\textit{op}$ 为 $\text{end}$，则表示函数 $\textit{i}$ 结束执行，我们将栈顶函数的独占时间增加 $\textit{cur} - \textit{pre} + 1$，然后将栈顶元素出栈，更新 $\textit{pre}$ 为 $\textit{cur} + 1$。

最后返回数组 $\textit{ans}$ 即可。

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 为日志数组的长度。

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class Solution:
    def exclusiveTime(self, n: int, logs: List[str]) -> List[int]:
        stk = []
        ans = [0] * n
        pre = 0
        for log in logs:
            i, op, t = log.split(":")
            i, cur = int(i), int(t)
            if op[0] == "s":
                if stk:
                    ans[stk[-1]] += cur - pre
                stk.append(i)
                pre = cur
            else:
                ans[stk.pop()] += cur - pre + 1
                pre = cur + 1
        return ans

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class Solution {
    public int[] exclusiveTime(int n, List<String> logs) {
        int[] ans = new int[n];
        Deque<Integer> stk = new ArrayDeque<>();
        int pre = 0;
        for (var log : logs) {
            var parts = log.split(":");
            int i = Integer.parseInt(parts[0]);
            int cur = Integer.parseInt(parts[2]);
            if (parts[1].charAt(0) == 's') {
                if (!stk.isEmpty()) {
                    ans[stk.peek()] += cur - pre;
                }
                stk.push(i);
                pre = cur;
            } else {
                ans[stk.pop()] += cur - pre + 1;
                pre = cur + 1;
            }
        }
        return ans;
    }
}

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class Solution {
public:
    vector<int> exclusiveTime(int n, vector<string>& logs) {
        vector<int> ans(n);
        stack<int> stk;
        int pre = 0;
        for (const auto& log : logs) {
            int i, cur;
            char c[10];
            sscanf(log.c_str(), "%d:%[^:]:%d", &i, c, &cur);
            if (c[0] == 's') {
                if (stk.size()) {
                    ans[stk.top()] += cur - pre;
                }
                stk.push(i);
                pre = cur;
            } else {
                ans[stk.top()] += cur - pre + 1;
                stk.pop();
                pre = cur + 1;
            }
        }
        return ans;
    }
};

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func exclusiveTime(n int, logs []string) []int {
    ans := make([]int, n)
    stk := []int{}
    pre := 0
    for _, log := range logs {
        parts := strings.Split(log, ":")
        i, _ := strconv.Atoi(parts[0])
        cur, _ := strconv.Atoi(parts[2])
        if parts[1][0] == 's' {
            if len(stk) > 0 {
                ans[stk[len(stk)-1]] += cur - pre
            }
            stk = append(stk, i)
            pre = cur
        } else {
            ans[stk[len(stk)-1]] += cur - pre + 1
            stk = stk[:len(stk)-1]
            pre = cur + 1
        }
    }
    return ans
}

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function exclusiveTime(n: number, logs: string[]): number[] {
    const ans: number[] = Array(n).fill(0);
    let pre = 0;
    const stk: number[] = [];
    for (const log of logs) {
        const [i, op, cur] = log.split(':');
        if (op[0] === 's') {
            if (stk.length) {
                ans[stk.at(-1)!] += +cur - pre;
            }
            stk.push(+i);
            pre = +cur;
        } else {
            ans[stk.pop()!] += +cur - pre + 1;
            pre = +cur + 1;
        }
    }
    return ans;
}

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