時間空間複雜度概述

2021-08-27 08:34:30 字數 1812 閱讀 1826

找個時間寫一寫時間複雜度和一些問題分類,也普及一下這方面知識。

如何衡量乙個演算法好壞

很顯然,最重要的兩個指標:需要多久可以解決問題、解決問題耗費了多少資源

那我們首先說第乙個問題,要多長時間來解決某個問題。那我們可以在電腦上真實的測試一下嘛,多種方法比一比,用時最少的就是最優的啦。

但是沒必要,我們可以通過分析計算來確定乙個方法的好壞,用o()表示,括號內填入n、1,等式子。

這到底是什麼意思呢?

簡單來說,就是這個方法,時間隨著資料規模變化而增加的快慢。時間可以當成y,資料規模是x,y=f(x),就這樣而已。但是f(x)不是準確的,只是乙個大致關係,y=10x,我們也視作x,因為他的增長速度還是n級別的。現在就可以理解了:一般o(n)就是對每個物件訪問優先次數而已。請注意:o(1)它不是每個元素訪問一次,而是y=1的感覺,y不隨x變化而變化,資料多大它的時間是不變的,有限的常數操作即可完成。

那我們就引入正規概念:

時間複雜度是同一問題可用不同演算法解決,而乙個演算法的質量優劣將影響到演算法乃至程式的效率。演算法分析的目的在於選擇合適演算法和改進演算法。

電腦科學中,演算法的時間複雜度是乙個函式,它定性描述了該演算法的執行時間。這是乙個關於代表演算法輸入值的字串的長度的函式。時間複雜度常用大o符號表述,不包括這個函式的低階項和首項係數。使用這種方式時,時間複雜度可被稱為是漸近的,它考察當輸入值大小趨近無窮時的情況。

注意:文中提到:不包括這個函式的低階項和首項係數。什麼意思呢?就是說10n,100n,哪怕1000000000n,還是算做o(n),而低階項是什麼意思?不知大家有沒有學高等數學1,裡面有最高端無窮大,就是這個意思。舉個例子。比如y=n*n*n+n*n+n+1000

就算做o(n*n*n),因為增長速率最大,n*n及其它項增長速率慢,是低階無窮大,n無限大時,忽略不計。

那接著寫:o(n*n*n)的演算法一定不如o(n)的演算法嗎?也不一定,因為之前說了,時間複雜度忽略了係數,什麼意思?o(n)可以是10000000n,當n很小的時候,前者明顯佔優。

所以演算法要視實際情況而定。

演算法的時間 複雜度常見的有:

常數階 o(1),對數階 o(log n),線性階 o(n),

線性對數階 o(nlog n),平方階 o(n^2),立方階 o(n^3),…,

k 次方階o(n^k),指數階 o(2^n),階乘階 o(n!)。

常見的演算法的時間 複雜度之間的關係為:

o(1)我們在競賽當中,看見一道題,第一件事就應該是根據資料量估計時間複雜度。

計算機計算速度可以視作10^9,如果資料量是10000,你的演算法是o(n*n),那就很玄,10000*10000=10000 0000,別忘了還有常數項,這種演算法只有操作比較簡單才可能通過。你可以想一想o(nlog n)的演算法一般就比較穩了。那資料量1000,一般o(n*n)就差不多了,資料量更小就可以用複雜度更高的演算法。大概就這樣估算。

當 n 很大時,指數階演算法和多項式階演算法在所需時間上非常

懸殊。因此,只要有人能將現有指數階演算法中的任何乙個演算法化

簡為多項式階演算法,那就取得了乙個偉大的成就。

體會一下:

空間複雜度也是一樣,用來描述佔空間的多少。

注意時間空間都不能炸。

所以才發明了那麼多演算法。

符上排序演算法的時間空間表,體會一下:

排序部落格:加深對時間空間複雜度理解

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