關於演算法的評判時間複雜度和空間複雜度

2021-09-24 14:43:56 字數 1844 閱讀 9769

演算法的時間複雜度:

參考部落格:

演算法的時間複雜度,用來度量演算法的執行時間,記作: o(f(n))。它表示隨著 輸入大小n的增大,演算法執行需要的時間的增長速度可以用 f(n) 來描述。

上面概念可能比較抽象,下面我們用案例的方式來舉例下,一般我們是先拿到f(n),然後來算下他的時間複雜度,一般我們只保留對函式增長速度較大的函式 

例如: 

1、f(n)=c(c是常數),我們稱時間複雜度為o(1) 

2、f(n)=a*n+b(a和b是常數),我們稱時間複雜度為o(n) 

3、f(n)=a*n^2+b*n+c(a,b,c均為常數),我們稱時間複雜度為o(n^2) 

4、f(n)=a*n^2*logn+b*n+c(a,b,c均為常數),我們稱時間複雜度為o(n^2*logn)

常見的時間複雜度量級有:

logn的時間複雜度是除o(1)以外時間複雜度最低的演算法,log2n,log3n...都可被視作logn,因為雖然特定的操作次數依賴於對數的底,但由於換底公式

時間複雜度為o(log2n)的演算法,二分查詢法。

由於二分查詢每次查詢都是從陣列中間切開查詢,所以每次查詢,剩餘的查詢數為上一次的一半,從下表可以清晰的看出查詢次數與剩餘元素數量對應關係。

表-查詢次數及剩餘數:

第幾次查詢

剩餘待查詢元素數量

1                   

n/22

n/(2^2)

3n/(2^3)… …

kn/(2^k)

從上表可以看出n/(2^k)肯定是大於等於1,也就是n/(2^k)>=1,我們計算時間複雜度是按照最壞的情況進行計算,也就是是查到剩餘最後乙個數才查到我們想要的資料,也就是 

n/(2^k)>=1 

=>n>=2^k 

=>k<=log2n 

所以二分查詢的時間複雜度為o(log2n)。

由此我們可以得知,底數為2時,每次分一半查詢,底數為3時每次分1/3查詢。

long afunc(int n)  else 

}

解釋:顯然執行次數,t(0) = t(1) = 1,同時 t(n) = t(n - 1) + t(n - 2) + 1,這裡的 1 是其中的加法算一次執行。顯然 t(n) = t(n - 1) + t(n - 2) 是乙個斐波那契數列,通過歸納證明法可以證明,當 n >= 1 時 t(n) < (5/3)^n,同時當 n > 4 時 t(n) >= (3/2)^n。所以該方法的時間複雜度可以表示為 o((5/3)^n),簡化後為 o(2^n)。

演算法的空間複雜度:

參考部落格:

類似於時間複雜度的討論,乙個演算法的空間複雜度(space complexity)s(n)定義為該演算法所耗費的儲存空間,它也是問題規模n的函式。漸近空間複雜度也常常簡稱為空間複雜度。

空間複雜度(space complexity)是對乙個演算法在執行過程中臨時占用儲存空間大小的量度。乙個演算法在計算機儲存器上所占用的儲存空間,包括儲存演算法本身所占用的儲存空間,演算法的輸入輸出資料所占用的儲存空間和演算法在執行過程中臨時占用的儲存空間這三個方面。演算法的輸入輸出資料所占用的儲存空間是由要解決的問題決定的,是通過參數列由呼叫函式傳遞而來的,它不隨本演算法的不同而改變。儲存演算法本身所占用的儲存空間與演算法書寫的長短成正比,要壓縮這方面的儲存空間,就必須編寫出較短的演算法。演算法在執行過程中臨時占用的儲存空間隨演算法的不同而異,有的演算法只需要占用少量的臨時工作單元,而且不隨問題規模的大小而改變,我們稱這種演算法是「就地\"進行的,是節省儲存的演算法。

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