時間複雜度

2021-07-31 17:30:45 字數 1417 閱讀 6805

乙個演算法執行所耗費的時間,從理論上是不能算出來的,必須上機執行測試才能知道。但我們不可能也沒有必要對每個演算法都上機測試,只需知道哪個演算法花費的時間多,哪個演算法花費的時間少就可以了。並且乙個演算法花費的時間與演算法中語句的執行次數成正比例,哪個演算法中語句執行次數多,它花費時間就多。乙個演算法中的語句執行次數稱為語句頻度或時間頻度。記為t(n)。

一般情況下,演算法的基本操作重複執行的次數是模組n的某乙個函式f(n),因此,演算法的時間複雜度記做:t(n)=o(f(n))。隨著模組n的增大,演算法執行的時間的增長率和f(n)的增長率成正比,所以f(n)越小,演算法的時間複雜度越低,演算法的效率越高。在計算時間複雜度的時候,先找出演算法的基本操作,然後根據相應的各語句確定它的執行次數,再找出t(n)的同數量級(它的同數量級有以下:1,log2n ,n ,nlog2n ,n的平方,n的三次方,2的n次方,n!),找出後,f(n)=該數量級,若t(n)/f(n)求極限可得到一常數c,則時間複雜度t(n)=o(f(n))。

按數量級遞增排列,常見的時間複雜度有:常數階o(1),對數階o(log2n),線性階o(n),線性對數階o(nlog2n),平方階o(n^2),立方階o(n^3),…,k次方階o(n^k), 指數階o(2^n)。隨著問題規模n的不斷增大,上述時間複雜度不斷增大,演算法的執行效率越低。

舉幾個具體的例子:

1. for i:=1 to 100 do for j:=1 to 100 do s[i,j]:=0;

執行次數100*100次,時間複雜度o(1)

2. for i:=1 to n do for j:=1 to 200 do s[i,j]:=0;

執行次數**n***200次,時間複雜度o(n)

2. for i:=1 to n do for j:=1 to n div 2 do s[i,j]:=0;

執行次數n*n/2次,時間複雜度o(n^2)

3. for i:=1 to n do for j:=1 to n-1 do for k:=1 to n-2 do s[i,j,k]:=0;

執行次數n*(n-1)*(n-2)次,時間複雜度o(n^3)

4. for i:=1 to n do

begin

for j:=1 to n do s[i,j,0]:=0;

for j:=1 to n do for k:=1 to n do s[i,j,k]:=1;

end;

執行次數n*(n+n*****n)次,時間複雜度o(n^3)

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