資料結構 時間複雜度

2021-08-18 17:20:54 字數 1679 閱讀 8133

一、演算法:是解決特定問題求解不走的描述,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。

1.正確性:演算法的正確性是指演算法至少應該具有輸入、輸出和加工處理無歧義性、能正確反映問題的需求、能夠得島問題的正確答案。

2.可讀性:演算法設計的另一目的是為了方便閱讀、理解和交流。

3.健壯性:當資料不合理時,演算法也能作出相關處理,而不是產生異常或莫名其妙的結果。

4. 時間效率高和儲存量低

如果一段**執行n次,運算元量用

f(n) = n

二、演算法的時間複雜度

在進行演算法分析時,語句總的執行次數t(n)是關於問題規模n的函式,進而分析t(n)隨n的變化情況確定t(n)的數量級。演算法的時間複雜度,也就是演算法的時間度量,記作:

t(n) = o(f(n))。他表示隨問題規模n的增大,演算法執行時間的增長率和 f(n)的增長率相同,稱作演算法的漸進時間複雜度,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階方法

1.用常數1取代執行時間中的所有加法常數

2.在修改後的執行次數函式中,只保留最高端項。

3.如果最高端項存在且不是1,則去除與這個項相乘的常數。得到的結果就是大o階。

1.常數階:如果f(n)為常數時 時間複雜度 可記作o(1)。

2.線性階:分析演算法的複雜度,關鍵就要分析迴圈結構的運**況。for迴圈 迴圈體裡 執行的時間複雜度為o(1)的程式步驟序列,他的時間複雜度為 o(n)。以為**需要執行n次。

for(int i = 0;i

3.對數階:

int count = 1;

while(count < n)

由於每次count乘以2之後,就距離n更近了一分。也就是說,有多少個2相乘後大於n,則會退出迴圈。由2^x = n 得到 x = log2 n(以2為底n的對數)。所以這個迴圈的時間複雜度為o(logn);

4.平方階:

int i ,j;

for(i = 0; i < m; i ++ )

}對於外迴圈,不過是內部這個時間複雜度為o(n)語句,再迴圈n次。所以這段**的時間複雜度為o(m*n);

常見的時間複雜度

執行次數函式 階 非正式術語

12 o(1) 常數階

2n+3 o(n) 線性階

3n^2 + 2n + 1 o(n^2) 平方階

5log2 n + 20 o(logn) 對數階

2n+3nlog2 n+19 o(nlogn) nlogn階

6n^3+2n^2+3n+4 o(n^3) 立方階

2^n o(2^n) 指數階

常用的時間複雜度所消耗的時間從小到大依次是:

o(1) < o(logn) < o(n) < o(nlogn) < o(n^2) < o(n^3) < o(2^n) < o(n!) < o(n^n)

最壞情況執行時間是一種保證,那就是執行時間將不會再壞了。在應用中,這是一種最重要的需求,通常,除非特別指定,我們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,因為他是期望的執行時間。

*一般在沒有特殊說明的情況下,都是只最壞時間複雜度。

三、演算法的空間複雜度

演算法的空間複雜度通過計算演算法所需的儲存空間實現,演算法空間複雜度的計算公式記作:

s(n)=o(f(n)),其中,n為問題的規模,f(n)為語句關於所佔儲存空間的函式。

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如何衡量乙個演算法的複雜度?演算法的時間複雜度和空間複雜度統稱為演算法的複雜度 void test int n for int k 0 k 2 n k icount intcount 10 while count icount 這個函式執行次數為f n n n 2 n 10 時間複雜度實際就是乙個函...

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