力扣-636. 函数的独占时间

1.题目

题目地址(636. 函数的独占时间 - 力扣（LeetCode）)

https://leetcode.cn/problems/exclusive-time-of-functions/

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

2.题解

2.1 栈的使用

思路

这题考察能力十分综合，具体如下：
1.如何从logs中读取有效信息？ c++中没有像是java中的split函数，答案是使用sccanf函数
%d:%[^:]:%d 中 1.%d 读取id号 2.:替代logs中的: 3.%[^:] 读取所有非:的字符存入type数组中 4.:替代logs中的:分隔符 5.%d 读取时间戳

2.这里涉及到的递归调用关系，我们很容易想到使用栈来表示这里的递归层级关系
对于当前元素来说，栈顶元素即它的直接外层。（兄弟元素会在之前就遇到end，出栈消失）

3.如何计算独占时间？
3.1内层元素的独占时间十分好算，直接拿尾端减去末端即可
3.2但是外层元素呢？我一开始直接的想法是在内层用计数器记录内层总的独占时间count，然后在计算外层时间时减去这个count即可
但是我忽略了一个问题，这里的count对于层层嵌套的函数调用确实可行，但是对于存在兄弟元素的情况并不适用（对于前一个兄弟元素的独占时间记录在了count里面，但是后面的兄弟元素也会将其独占时间减去，造成错误）

这里一种比较好的解决方式时，当出现内层嵌套时（首先确定有外层，即栈非空），我率先将外层从开始到该内层开始的时间加到外层总时间上，然后将外层的时间更新为内层结束时间之后
这样自然解决了内层嵌套问题。

代码

语言支持：C++

C++ Code:


class Solution {
public:
    vector<int> exclusiveTime(int n, vector<string>& logs) {
        stack<pair<int,int>> stk;
        vector<int> ans(n);
        int count = 0;
        for(string &log : logs){
            char type[10];
            int idx, timestamp;
            sscanf(log.c_str(), "%d:%[^:]:%d", &idx, type, &timestamp);
            if(type[0] == 's'){
                if(!stk.empty()){
                    ans[stk.top().first] += timestamp - stk.top().second;
                }
                stk.emplace(idx, timestamp);
            }else{
                int endIdx = stk.top().first;
                ans[endIdx] += timestamp - stk.top().second + 1; 
                stk.pop();
                if(!stk.empty()){
                    stk.top().second = timestamp + 1;
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

复杂度分析

令 n 为数组长度。

时间复杂度：\(O(n)\)
空间复杂度：\(O(n)\)

posted @ 2024-05-23 08:54 DawnTraveler 阅读(6) 评论(0) 编辑收藏举报

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