第 2 章 演算法

2021-08-03 11:33:38 字數 1027 閱讀 4866

演算法:是解決待定問題求解步驟的描述,在計算機中表現為指令的有限序列,並且每條指令表示乙個或多個操作。

指演算法在執行有限的步驟後,自動結束而不會出現無限迴圈,並且每乙個步驟在可接受的時間內完成。

演算法的每一步驟都具有確定的含義,不會出現二義性。

演算法的每一步都必須是可行的,也就是說,每一步都能夠通過執行有限次數完成。

演算法的正確性是指演算法至少應該具有輸入、輸出和加工處理無奇異性、能正確反映問題的需求、能夠得到問題的正確答案。

演算法設計的另一目的是為了便於閱讀、理解和交流。

當輸入資料不合法時,演算法也能做出相關處理,而不是產生異常或莫名奇妙的結果。

這種方法主要是通過設計好的測試程式和資料,利用計算機計時器對不同演算法編制的程式的執行時間進行比較,從而確定演算法效率的高低。

在計算機程式編制前,依據統計方法對演算法進行估算。

函式的漸近增長:給定兩個函式f(n)和g(n),如果存在乙個整數 n,使得對於所有的 n > n,f(n)總是比g(n)大,那麼,我們說f(n)的增長漸近快於g(n)。

定義:在進行演算法分析時,語句彙總的執行次數t(n)是關於問題規模n的函式,進而分析t(n)隨n的變化情況並確定t(n)的數量級。演算法時間複雜度,記作:t(n) = o(f(n))。它表示隨問題規模n的增大,演算法執行時間的增長率和f(n)的增長率相同,稱作演算法的漸近時間複雜度,簡稱為時間複雜度。其中f(n)是問題規模n的某個函式。

推導大o階:

用常數1取代執行時間中的所有加法常數。

在修改後的執行次數函式中,只保留最高端項。

如果最高端項存在切不是1,則去除與這個項相乘的常數。

得到的結果就是大o階。

o(1) < o(log n) < o(n) < o(nlog n) < o(n2

) < o(n3

) < o(2n

) < o(n!) < o(n^n)

最壞情況執行時間是一種保證。在應用中,這是乙個最重要的需求,通常,除非特殊指定,提到的執行時間都是最壞情況的執行時間。

平均執行時間是所有情況中最有意義的,因為它是期望的執行時間。

第2章 演算法分析

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