2 計算可解性與漸近階

2021-09-28 11:23:37 字數 2660 閱讀 7411

計算可解性

許多問題的乙個共性:離散特性。它們都與大量組合可能性上的隱含搜尋相關,目標將是高效率地找到乙個解,而這個解滿足某些被清晰描述的條件

對其中的大多數問題,都存在乙個明顯的蠻力搜尋,即嘗試所有的可能性看其中是否有合格的

效率定義1當實現乙個演算法時,如果他在真實的輸入例項上執行得快,那麼這個演算法是有效的

效率定義2在分析的層次上,如果乙個演算法與蠻力搜尋比較,最壞情況下達到質量上更好的效能,就說它是有效的

效率定義3如果乙個演算法有多項式執行時間, 它就是有效的

增長的漸近階

一步: 當考察計算抽象的不同層次, 一步的概念可以增大或縮小乙個常數因子

t(n): 函式-在規模為n的輸入上最壞的執行時間

f(n): 函式

對充分大的n, 函式t(n)不超過f(n)的常數倍,就說t(n)是o(f(n))的,讀作t(n)是f(n)階的, f是t的漸近上界

t (n

)=o(

f(n)

)⇔∀n

≥n0,

t(n)

≤c∗f

(n)t(n) = o(f(n)) \leftrightarrow \forall n\geq n_0 \;, t(n) \leq c* f(n)

t(n)=o

(f(n

))⇔∀

n≥n0

​,t(

n)≤c

∗f(n

)對充分大的n, 函式t(n)至少是某個特定函式f(n)的常數倍,f是t(n)的漸近下界

t (n

)=ω(

f(n)

)⇔∀n

≥n0,

t(n)

≥ε∗f

(n)t(n) = \omega(f(n)) \leftrightarrow \forall n\geq n_0 \;, t(n) \geq \varepsilon * f(n)

t(n)=ω

(f(n

))⇔∀

n≥n0

​,t(

n)≥ε

∗f(n

)乙個函式可能有許多個上界

t (n

)=o(

n2)=

o(n3

)t(n) = o(n^2) = o(n^3)

t(n)=o

(n2)

=o(n

3)f(n)即是t(n)的漸近上界, 又是t(n)的漸近下界, 則f是t(n)的漸近的緊的界

t (n

)=ω(

f(n)

)∧t(

n)=o

(f(n

))⇔t

(n)=

θ(f(

n))lim⁡x

→0f(

n)g(

n)=c

>0⇔

t(n)

=θ(f

(n))

t(n) = \omega(f(n)) \; \wedge \; t(n) = o(f(n)) \leftrightarrow \; t(n) = \theta (f(n))\\\lim\limits_\frac = c > 0 \leftrightarrow t(n) = \theta (f(n))

t(n)=ω

(f(n

))∧t

(n)=

o(f(

n))⇔

t(n)

=θ(f

(n))

x→0lim​g

(n)f

(n)​

=c>0⇔

t(n)

=θ(f

(n))

\\ \\ \\

漸近增長率的性質

傳遞性如果f=o(g) 且 g=o(h) , 那麼f=o(h) (漸近下界,漸近的緊的界同理)

函式的和如果f=o(h) 且 g=o(h) 那麼 f+g = o(h) (可推廣至多個函式相加)

假設f 和g 是兩個函式(取非負的值) , 滿足g = o(f) , 那麼f+g= (f) 換句話說f是乙個關於f+g的漸近的緊的界、

多項式的漸近界令f是乙個d階多項式, d次方的係數a是正數, 那麼f=o

(nd)

f = o(n^d)

f=o(nd

)底數函式的漸近界當a>1, 對任意x>0, 有

l og

an=o

(n2)

log_a n = o(n^2)

loga​n

=o(n

2)指數函式的漸近界當d>0, 對任意r>1, 有

n d=

o(rn

)n^d = o(r^n)

nd=o(r

n)

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