演算法時間複雜度和空間複雜度的計算

2021-09-07 17:40:56 字數 1331 閱讀 7098

時間複雜度是指執行演算法所需要的計算工作量;而空間複雜度是指執行這個演算法所需要的記憶體空間。(演算法的複雜性體現在執行該演算法時的計算機所需資源的多少上,計算機資源最重要的是時間和空間(即暫存器)資源,因此複雜度分為時間和空間複雜度)。

時間複雜度:

(1)時間頻度 

乙個演算法中的語句執行次數稱為語句頻度或時間頻度。記為t(n)。

n稱為問題的規模,當n不斷變化時,時間頻度t(n)也會不斷變化。

(2)時間複雜度

一般情況下,演算法中基本操作重複執行的次數是問題規模n的某個函式,用t(n)表示,若有某個輔助函式f(n),使得當n趨近於無窮大時,t(n)/f(n)的極限值為不等於零的常數,則稱f(n)是t(n)的同數量級函式。記作t(n)=o(f(n)),稱o(f(n)) 為演算法的漸進時間複雜度,簡稱時間複雜度。 

按數量級遞增排列,常見的時間複雜度有:常數階o(1),對數階o(log2n),線性階o(n), 線性對數階o(nlog2n),平方階o(n2),立方階o(n3),..., k次方階o(nk),指數階o(2n)。

演算法中語句執行次數為乙個常數,則時間複雜度為o(1)

(3)時間複雜度的取值

主要用演算法時間複雜度的數量級評價乙個演算法的時間效能。

時間複雜度的計算:

1. 計算出基本操作的執行次數t(n) 

基本操作即演算法中的每條語句(以;號作為分割),語句的執行次數也叫做語句的頻度。在做演算法分析時,一般預設為考慮最壞的情況。

2. 計算出t(n)的數量級 

求t(n)的數量級,只要將t(n)進行如下一些操作:

忽略常量、低次冪和最高次冪的係數

令f(n)=t(n)的數量級。

3. 用大o來表示時間複雜度 

當n趨近於無窮大時,如果lim(t(n)/f(n))的值為不等於0的常數,則稱f(n)是t(n)的同數量級函式。記作t(n)=o(f(n))。

乙個示例:

int num1, num2;

for(int i=0; i

空間複雜度:

空間複雜度與時間複雜度類似,空間複雜度是指演算法在計算機內執行時所需儲存空間的度量。記作: s(n)=o(f(n)) 我們一般所討論的是除正常占用記憶體開銷外的輔助儲存單元規模。 

空間複雜度(space complexity)是對乙個演算法在執行過程中臨時占用儲存空間大小的量度。乙個演算法在計算機儲存器上所占用的儲存空間,包括儲存演算法本身所占用的儲存空間,演算法的輸入輸出資料所占用的儲存空間和演算法在執行過程中臨時占用的儲存空間這三個方面。

當乙個演算法的空間複雜度為乙個常量,即不隨被處理資料量n的大小而改變時,可表示為o(1)。

演算法複雜度 時間複雜度和空間複雜度

1 時間複雜度 1 時間頻度 乙個演算法執行所耗費的時間,從理論上是不能算出來的,必須上機執行測試才能知道。但我們不可能也沒有必要對每個演算法都上機測試,只需知道哪個演算法花費的時間多,哪個演算法花費的時間少就可以了。並且乙個演算法花費的時間與演算法中語句的執行次數成正比例,哪個演算法中語句執行次數...

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演算法的時間複雜度是指執行演算法所需要的計算工作量。n稱為問題的規模,當n不斷變化時,時間頻度t n 也會不斷變化。但有時我們想知道它變化時呈現什麼規律。為此,我們引入時間複雜度概念。一般情況下,演算法中基本操作重複執行的次數是問題規模n的某個函式,用t n 表示,若有某個輔助函式f n 存在乙個正...