資料結構與演算法的分析 漸進複雜度(三個記號)

2021-07-12 02:07:29 字數 1310 閱讀 3345

對於某些問題,一些演算法更適合於用小規模的輸入,而另一些則相反。幸運的是,在評價演算法執行效率時,我們往往可以忽略掉其處理小規模問題時的能力差異,轉而關注其在處理大規模資料時的表現。道理是顯見的,處理大規模的問題時,效率的些許差異都將對實際執行效率產生巨大的影響。這種著眼長遠,更為關注時間複雜度的總體變化趨勢和增長速度的策略和方法,即所謂的漸進分析(asymptomatic analysis)。

出於保守的估計,我們首先關注 t(

n)的漸進上界,為此引入大

o 記號。具體地,若存在正的常數

c和函式 f(

n),使得對任何

n>>

2 都有: t(

n)≤c

⋅f(n

)

則可認為在

n 足夠大之後,f(

n)給出了 t(

n)增長速度的乙個漸進上界,此時,記之為: t(

n)=o

(f(n

))由這一定義,可匯出大

o 記號的以下性質:為了對演算法的時間複雜度最好情況做出估計,需要借助另乙個記號,如果存在正的常數

c 和函式 g(

n),使得對於任何

n>>

2 都有:t(

n)≥c

⋅g(n

) 就可以認為,在

n 足夠大之後,g(

n)給出了 t(

n)的乙個漸進下界。此時我們記之為:t(

n)=ω

(g(n

))與大

o 記號恰好相反,大

ω是對演算法執行效率的樂觀估計,對於規模為

n 的任意輸入,演算法的執行時間都不低於 ω(

g(n)

)。借助大

o 記號,大

ω記號,可以對演算法的時間複雜度做出定量的界定,亦即,從漸進的趨勢看,t(

n)介於 ω(

g(n)

) 與 o(

f(n)

) 之間。若恰巧出現 g(

n)=f

(n) 的情況,則可以使用另乙個記號表示,如果存在正的常數 c1

和函式 h(

n),使得對於任何

n>>

2 ,都有,c1

⋅h(n

)≤t(

n)≤c

2⋅h(

n)就可以認為在

n 足夠大之後,h(

n)給出了 t(

n)的乙個確界,我們記之為: t(

n)=θ

(h(n

))

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