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1114. 按序打印

• 标签：多线程
• 难度：简单

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题目大意

描述：三个不同的线程 A、B、C 会共用一个 Foo 实例，分别调用 first()、second() 和 third() 方法。三个线程是异步启动的，我们无法控制操作系统调度线程的顺序。

要求：确保 second() 在 first() 之后执行，third() 在 second() 之后执行。最终输出为 "firstsecondthird"。

说明：

• 尽管输入中的数字表示线程的启动顺序，但实际调度顺序是不确定的。

示例：

• 示例 1：

输入：nums = [1,2,3]
输出："firstsecondthird"

• 示例 2：

输入：nums = [1,3,2]
输出："firstsecondthird"

解题思路

思路 1：锁（Lock）

拆解步骤：

1. 创建两个锁：

   • lock_second：控制 second 能否执行，初始为锁定状态（关着门）
   • lock_third：控制 third 能否执行，初始为锁定状态（关着门）

2. first() 执行完后：打开 lock_second 的门，允许 second() 执行。

3. second() 执行前：先等 lock_second 开门（即等 first 完成），执行完后打开 lock_third 的门，允许 third() 执行。

4. third() 执行前：先等 lock_third 开门（即等 second 完成），然后执行。

思路 1：代码

from threading import Lock

class Foo:
    def __init__(self):
        # 创建两个锁，初始都是锁定状态
        self.lock_second = Lock()
        self.lock_third = Lock()
        self.lock_second.acquire()  # second 的门关着
        self.lock_third.acquire()   # third 的门关着

    def first(self, printFirst: 'Callable[[], None]') -> None:
        # printFirst() outputs "first". Do not change or remove this line.
        printFirst()
        self.lock_second.release()  # second 可以执行了

    def second(self, printSecond: 'Callable[[], None]') -> None:
        with self.lock_second:     # 等 first 执行完
            # printSecond() outputs "second". Do not change or remove this line.
            printSecond()
            self.lock_third.release()  # third 可以执行了

    def third(self, printThird: 'Callable[[], None]') -> None:
        with self.lock_third:      # 等 second 执行完
            # printThird() outputs "third". Do not change or remove this line.
            printThird()

思路 1：复杂度分析

• 时间复杂度：$O(1)$。每个方法只执行一次，没有循环。
• 空间复杂度：$O(1)$。只用了两个锁，常数空间。