複雜度分析 時間複雜度分析和空間複雜度分析

2021-09-12 00:09:55 字數 1291 閱讀 5568

其實,只要講到資料結構與演算法,就一定離不開時間、空間複雜度分析。而且我個人認為,複雜度分析是整個演算法學習的精髓,只要掌握了它,資料結構和演算法的內容基本上就掌握了一半。

1.時間複雜度分析

對於剛才羅列的複雜度量級,我們可以粗略地分為兩類,多項式量級和非多項式量級。其中,非多項式量級只有兩個:o(2n) 和 o(n!)。當資料規模 n 越來越大時,非多項式量級演算法的執行時間會急劇增加,求解問題的執行時間會無限增長。所以,非多項式時間複雜度的演算法其實是非常低效的演算法。

2.空間複雜度分析

時間複雜度的全稱是漸進時間複雜度,表示演算法的執行時間與資料規模之間的增長關係。模擬一下,空間複雜度全稱就是漸進空間複雜度(asymptotic space complexity),表示演算法的儲存空間與資料規模之間的增長關係。

3. 最好,最壞,平均,均攤時間複雜度

3.1 複雜度分析的4個概念

• 最壞情況時間複雜度:**在最理想情況下執行的時間複雜度。

• 最好情況時間複雜度:**在最壞情況下執行的時間複雜度。

• 平均時間複雜度:用**在所有情況下執行的次數的加權平均值表示。

• 均攤時間複雜度:在**執行的所有複雜度情況中絕大部分是低階別的複雜度,個別情況是高階別複雜度且發生具有時序關係時,可以將個別高階別複雜度均攤到低階 別複雜度上。基本上均攤結果就等於低級別複雜度。

3.2 為什麼要引入這4個概念?

• 同一段**在不同情況下時間複雜度會出現量級差異,為了更全面,更準確的描述**的時間複雜度,所以引入這4個概念。

• **複雜度在不同情況下出現量級差別時才需要區別這四種複雜度。大多數情況下,是不需要區別分析它們的。

3.3 如何分析平均、均攤時間複雜度?

• 平均時間複雜度:**在不同情況下複雜度出現量級差別,則用**所有可能情況下執行次數的加權平均值表示。

• 均攤時間複雜度:兩個條件滿足時使用:1)**在絕大多數情況下是低階 別複雜度,只有極少數情況是高階別複雜度;2)低級別和高階別複雜度出現具有時序規律。均攤結果一般都等於低級別複雜度.

4.內容小結

複雜度也叫漸進複雜度,包括時間複雜度和空間複雜度,用來分析演算法執行效率與資料規模之間的增長關係,可以粗略地表示,越高階複雜度的演算法,執行效率越低。常見的複雜度並不多,從低階到高階有:o(1)、o(logn)、o(n)、o(nlogn)、o(n2 )。

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