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資料結構~時間複雜度和空間複雜度

同一問題可用不同算法解決,而一個算法的品質優劣将影響到算法乃至程式的效率。算法分析的目的在于選擇合适算法和改進算法。

算法複雜度分為時間複雜度和空間複雜度。其作用: 時間複雜度是度量算法執行的時間長短;而空間複雜度是度量算法所需存儲空間的大小。

1. 一般情況下,算法的基本操作重複執行的次數是子產品n的某一個函數f(n),是以,算法的時間複雜度記做:T(n)=O(f(n)) 分析:随着子產品n的增大,算法執行的時間的增長率和f(n)的增長率成正比,是以f(n)越小,算法的時間複雜度越低,算法的效率越高。 2. 在計算時間複雜度的時候,先找出算法的基本操作,然後根據相應的各語句确定它的執行次數,再找出T(n)的同數量級(它的同數量級有以下:1,Log2n ,n ,nLog2n ,n的平方,n的三次方,2的n次方,n!),找出後,f(n)=該數量級,若T(n)/f(n)求極限可得到一常數c,則時間複雜度 T(n)=O(f(n)) 例:算法: for(i=1;i<=n;++i) { for(j=1;j<=n;++j) { c[ i ][ j ]=0; //該步驟屬于基本操作 執行次數:n的平方 次 for(k=1;k<=n;++k) c[ i ][ j ]+=a[ i ][ k ]*b[ k ][ j ]; //該步驟屬于基本操作 執行次數:n的三次方 次 } } 則有 T(n)= n的平方+n的三次方,根據上面括号裡的同數量級,我們可以确定 n的三次方 為T(n)的同數量級 則有f(n)= n的三次方,然後根據T(n)/f(n)求極限可得到常數c 則該算法的 時間複雜度:T(n)=O(n的三次方)

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) 。随着問題規模n的不斷增大,上述時間複雜度不斷增大,算法的執行效率越低。

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