資料結構與演算法(一)複雜度分析

2021-09-25 13:20:59 字數 1497 閱讀 9191

**執行時間t(n)與執行次數n成正比,即t(n) = o(f(n)),大o表示時間複雜度,又稱漸進時間複雜度,表徵**執行時間隨資料規模增長的變化趨勢。一定程度上可以模擬斜率、導數。

1.只關注迴圈執行次數最多的**行,忽略常數

2.加法法則:總複雜度等於量級最大的那個時間複雜度

3.乘法法則:總複雜度等於巢狀的各個量級複雜度乘積

常見時間複雜度

1.多項式量級

常數階o(1)、對數階o(log n)、線性階o(n)、線性對數階o(nlog n)、乘方階o(

2.非多項式量級(隨資料規模n的增長呈爆發增長,比較低效)

指數階o(

分析方法同時間複雜度,找出占用的空間即可

// n 表示陣列 array 的長度

int find(int array, int n, int x)

return pos;

}

當第乙個array[0]滿足要求時,時間複雜度為o(1);當最後乙個滿足要求或者都不滿足要求時,時間複雜度為o(n)。

對應了最好、最壞時間複雜度

// n 表示陣列 array 的長度

int find(int array, int n, int x)

} return pos;

}

要查詢x在陣列中的哪個位置,共有n+1種情況,簡化計算的情況下,假設在陣列內和不在陣列內的情況各為1/2,那麼計算以下對應在各個位置的概率如下:

計算找到x需要執行的次數

在陣列內:1*1/2n + 2*1/2n +3*1/2n +...+ n*1/2n = n(n+1)/4n

不在陣列內:n/2

相加結果為(3n+1)/4即為平均時間複雜度

// 全域性變數,大小為 10 的陣列 array,長度 len,下標 i。

int array = new int[10];

int len = 10;

int i = 0;

// 往陣列中新增乙個元素

void add(int element)

// new_array 複製給 array,array 現在大小就是 2 倍 len 了

array = new_array;

len = 2 * len;

}// 將 element 放到下標為 i 的位置,下標 i 加一

array[i] = element;

++i;

}

假設陣列長度為n,那麼對應了n+1種情況,它們的概率是相同的。如果陣列有空間,則直接插入,複雜度o(1),如果空間不夠,就會擴容,copy原陣列,複雜度o(n)。

1*1/(n+1) + 1*1/(n+1)+...+n*1/(n+1) 最後的結果為常數,均攤時間複雜度為o(1)

對於均攤時間複雜度的另乙個分析方法是,每一次複雜度為o(n)的操作,一定對應著n-1次o(1)的操作,將o(n)分攤到各個o(1)上,最後的結果為o(1)

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