演算法的時間複雜度和問題規模 演算法的時間複雜度

2021-10-18 04:32:26 字數 1973 閱讀 6548

【大o表示法】演算法的漸進時間複雜度:

一般情況下,隨著n的增大,t(n)增長最慢的演算法為最優演算法。

一、推導大o階的方法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。

二、時間複雜度的計算規則

1.常數階

程式中的基本操作按乙個操作步驟計算,如執行乙個列印語句、算術運算、邏輯運算、賦值運算、字串拼接、返回值等,每乙個操作步驟的時間複雜度為1。

例:

void fun()
注意:不管這個常數是多少,我們都記作o(1),而不能是o(3)、o(12)等其他任何數字。

例:

void fun()
事實上無論n為多少,上面的兩段**就是1次和3次執行的差異。

這種與問題的大小無關(n的多少),執行時間恆定的演算法,我們稱之為具有o(1)的時間複雜度,又叫常數階。對於分支結構而言,無論是真,還是假,執行的次數都是恆定的,不會隨著n的變大而發生變化

,所以單純的分支結構(不包含在迴圈結構中),其時間複雜度也是o(1)。

2.線性階線性階的迴圈結構會複雜很多。要確定某個演算法的階次,我們常常需要確定某個特定語句或某個語句集執行的次數。因此,我們要分析演算法的複雜度,關鍵就是要分析迴圈結構的運**況。例:

void fun(int n)   }
3.對數階例:
void fun(int n)   }
我們一起來推導一下:2^k=n(k是迴圈的次數)

用對數表示為k = log2n,時間複雜度記為o(log2n),

常數可以忽略

,所以最後是o(logn)稱之為對數階

4.平方階例:

void fun(int n)    }   }
上面這個例子,對於內迴圈的時間複雜度為o(n),對於外層的迴圈,不過是內部這個時間複雜度為o(n)的語句,再迴圈n次。所以這段**的時間複雜度為o(n^2)。下面我們再來看乙個例子:
void fun(int n,int m)     }   }
按照上面的分析,如果外迴圈的迴圈次數改為了m,時間複雜度就變為o(m×n)。所以我們得出乙個結論

:迴圈的時間複雜度等於迴圈體的複雜度乘以該迴圈執行的次數。

對於條件判斷語句,總的時間複雜度等於其中 時間複雜度最大的路徑 的時間複雜度。

void fun(int n)       }    } else     }      }
此時時間複雜度為 max(o(n^2), o(n)),即 o(n^2)。時間複雜度分析的基本策略是:從內向外分析,從最深層開始分析。如果遇到函式呼叫,要深入函式進行分析。

三、常見的時間複雜度比較如下:o(1) < o(logn) < o(n) < o(nlogn) < o(n^2) < o(n^3)o(2^n)

這個就是今天的筆記啦

以後每天學習演算法的時候,文章的末尾都會分析一下演算法的時間複雜度

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