Question

636. 函数的独占时间

English Version

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。 

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 <= 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

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(n)$。

class Solution:
  def exclusiveTime(self, n: int, logs: List[str]) -> List[int]:
    ans = [0] * n
    stk = []
    curr = -1
    for log in logs:
      t = log.split(':')
      fid = int(t[0])
      ts = int(t[2])
      if t[1] == 'start':
        if stk:
          ans[stk[-1]] += ts - curr
        stk.append(fid)
        curr = ts
      else:
        fid = stk.pop()
        ans[fid] += ts - curr + 1
        curr = ts + 1
    return ans

class Solution {
  public int[] exclusiveTime(int n, List<String> logs) {
    int[] ans = new int[n];
    Deque<Integer> stk = new ArrayDeque<>();
    int curr = -1;
    for (String log : logs) {
      String[] t = log.split(":");
      int fid = Integer.parseInt(t[0]);
      int ts = Integer.parseInt(t[2]);
      if ("start".equals(t[1])) {
        if (!stk.isEmpty()) {
          ans[stk.peek()] += ts - curr;
        }
        stk.push(fid);
        curr = ts;
      } else {
        fid = stk.pop();
        ans[fid] += ts - curr + 1;
        curr = ts + 1;
      }
    }
    return ans;
  }
}

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

func exclusiveTime(n int, logs []string) []int {
  ans := make([]int, n)
  stk := []int{}
  curr := 1
  for _, log := range logs {
    t := strings.Split(log, ":")
    fid, _ := strconv.Atoi(t[0])
    ts, _ := strconv.Atoi(t[2])
    if t[1][0] == 's' {
      if len(stk) > 0 {
        ans[stk[len(stk)-1]] += ts - curr
      }
      stk = append(stk, fid)
      curr = ts
    } else {
      fid := stk[len(stk)-1]
      stk = stk[:len(stk)-1]
      ans[fid] += ts - curr + 1
      curr = ts + 1
    }
  }
  return ans
}

function exclusiveTime(n: number, logs: string[]): number[] {
  const res = new Array(n).fill(0);
  const stack: [number, number][] = [];

  for (const log of logs) {
    const t = log.split(':');
    const [id, state, time] = [Number(t[0]), t[1], Number(t[2])];

    if (state === 'start') {
      if (stack.length !== 0) {
        const pre = stack[stack.length - 1];
        res[pre[0]] += time - pre[1];
      }
      stack.push([id, time]);
    } else {
      const pre = stack.pop();
      res[pre[0]] += time - pre[1] + 1;
      if (stack.length !== 0) {
        stack[stack.length - 1][1] = time + 1;
      }
    }
  }

  return res;
}