自學演算法之時空複雜度的計算

2021-08-17 07:45:47 字數 1417 閱讀 4657

體驗到演算法之美後,那麼面對同乙個問題卻有著眾多的解決方案。

我們心裡應該會有點b數。

所以,本部落格不會花大篇幅去描述,演算法的特性和概念。

直接進入時空複雜度的計算。

首先。時間複雜度概念:演算法需要執行的時間,一般將演算法的執行次數作為時間複雜度的度量標準。

我們看演算法1:

int sum = 0; //執行1次

int total = 0; //執行1次

for(int i = 0; i < n; i++)

那麼,我們將所有語句的執行次數相加,得出:  1 + 1 + n + n + n*n + n*n = 2n^2 + 2n + 2 ,即用函式表達:

t(n) = 2n^2 + 2n + 2   時間複雜度:o(n^2)

所以,當n足夠大的時候,函式取決於第一項,後面可以忽略不計。

當然,演算法1對大多數讀者顯得沒有什麼難度,秒秒鐘可以算出時間複雜度。

筆者汗顏。

那麼請看演算法2:

int i = 1;

while(i <= n)

咳咳,對於演算法萌新的筆者來說,演算法2的時間複雜度,難度有點大。

首先,筆者不知道while語句和i = i * 2到底執行幾次,這就有點像刺蝟,無從下手。

筆者正在轉換思維中.....

請看:

int i = 1; //執行1次

while(i <= n)

遇到這種情況,我們可以假設嘛,哦也!

假設執行x次後,每次運算後 i 的值為:2, 2^2, 2^3, ...... , 2^x  

當x = n的時候結束,即 2^x = n 

得出:x = log2n , 那麼演算法2的時間複雜度為 : o(1 + 2log2n)

計算完演算法1和演算法2,筆者好像覺得時間複雜度的計算還ok啦,但是,請記住:

並不是每個演算法都能直接計算執行次數。

比如:查詢,插入,排序等等。

面對這種情況,我們需要從三個方面來描述乙個演算法的ok性。

最好、最壞、平均。(英文就不寫了,自己查詢)

時間複雜度,就說到這裡。

空間複雜度概念:演算法占用的空間大小,一般將演算法的輔助空間作為衡量標準。

當然,演算法的占用儲存空間分為:

1, 輸入輸出資料

2, 演算法本身

3,額外需要的輔助空間。

話不多說,看程式3,簡單的兩數交換:

int temp;

temp = a;

a = b;

b = temp;

我們可以看出,使用額外變數temp,即空間複雜度為o(1).

空間複雜度,好像沒什麼可說的,emmmmm!

本次例子摘抄自《趣學演算法》陳小玉編著。

若讀者like,請支援正版。

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