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 0n-1 之间的唯一标识符。

函数调用 存储在一个 调用栈 :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:

img

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

解答

题目要求计算多个函数在单线程CPU上的独占执行时间。给定一个由字符串日志组成的数组,每条日志包含函数的ID、开始或结束标志以及时间戳。函数可能嵌套调用,但始终是先开始再结束。要求计算每个函数的独占执行时间,返回一个长度为n的数组,其中n是函数的数量。

解题思路如下:

  1. 定义一个结构体FunctionCall来保存函数的ID、时间戳、开始或结束标志以及执行时长。
  2. 创建一个长度为n的结果数组result,用于保存每个函数的独占执行时间,并初始化为0。
  3. 创建一个栈callStack用于保存当前正在执行的函数调用。
  4. 遍历给定的日志数组,对每条日志进行解析:
    • 提取函数的ID、开始或结束标志和时间戳。
    • 若为函数开始日志:
      • 若栈非空,则更新栈顶函数的执行时间(上一个函数的执行时间):当前时间戳减去栈顶函数的时间戳。
      • 将当前函数加入调用栈。
    • 若为函数结束日志:
      • 弹出当前函数,并计算当前函数的执行时间:当前时间戳减去栈顶函数的时间戳加1。
      • 更新栈顶函数的时间戳为当前时间戳加1(因为当前函数执行完毕后,接下来执行的代码时间戳从当前时间戳的下一时刻开始)。
  5. 返回结果数组result
class Solution {
public:
    struct FunctionCall {
    int id;       // 函数ID
    int timestamp; // 时间戳
    bool isStart; // 是否是函数开始
    int duration; // 函数执行时长
    };

    vector<int> exclusiveTime(int n, vector<string>& logs) {
        vector<int> result(n, 0);
        stack<FunctionCall> callStack;

        for (const string& log : logs) {
            stringstream ss(log);
            string token;

            // 提取日志信息并解析
            getline(ss, token, ':');
            int functionId = stoi(token);

            getline(ss, token, ':');
            string startOrEnd = token == "start" ? "start" : "end";
            bool isStart = (startOrEnd == "start");

            getline(ss, token, ':');
            int timestamp = stoi(token);

            // 处理函数调用
            if (isStart) {
                if (!callStack.empty()) {
                    // 更新上一个函数的执行时长
                    FunctionCall& prevCall = callStack.top();
                    result[prevCall.id] += timestamp - prevCall.timestamp;
                }

                // 将当前函数加入调用栈
                callStack.push({ functionId, timestamp, true, 0 });
            } else {
                // 弹出当前函数,并计算执行时长
                FunctionCall currentCall = callStack.top();
                callStack.pop();

                int currentDuration = timestamp - currentCall.timestamp + 1;
                result[currentCall.id] += currentDuration;

                // 若栈非空,更新上一个函数的执行时长
                if (!callStack.empty()) {
                    FunctionCall& prevCall = callStack.top();
                    prevCall.timestamp = timestamp + 1;
                }
            }
        }

        return result;
    }

};