时间复杂度 O(log n) 意味着什么?

预先知道算法的复杂度是一回事,了解其后的原理是另一件事情。

不管你是计算机科班出身还是想有效解决最优化问题,如果想要用自己的知识解决实际问题,你都必须理解时间复杂度。

先从简单直观的 O(1) 和 O(n) 复杂度说起。O(1) 表示一次操作即可直接取得目标元素(比如字典或哈希表),O(n) 意味着先要检查 n 个元素来搜索目标,但是 O(log n) 是什么意思呢?

你第一次听说 O(log n) 时间复杂度可能是在学二分搜索算法的时候。二分搜索一定有某种行为使其时间复杂度为 log n。我们来看看是二分搜索是如何实现的。

因为在最好情况下二分搜索的时间复杂度是 O(1),最坏情况(平均情况)下 O(log n),我们直接来看最坏情况下的例子。已知有 16 个元素的有序数组。

举个最坏情况的例子,比如我们要找的是数字 13。

十六个元素的有序数组

选中间的元素作为中心点(长度的一半)

13 小于中心点,所以不用考虑数组的后一半

重复这个过程,每次都寻找子数组的中间元素

每次和中间元素比较都会使搜索范围减半。

所以为了从 16 个元素中找到目标元素,我们需要把数组平均分割 4 次,也就是说,

简化后的公式

类似的,如果有 n 个元素,

归纳一下

分子和分母代入指数

等式两边同时乘以 2^k

最终结果

现在来看看「对数」的定义:

为使某数(底数)等于一给定数而必须取的乘幂的幂指数。

也就是说可以写成这种形式

对数形式

所以 log n 的确是有意义的,不是吗?没有其他什么可以表示这种行为。

就这样吧,我希望我讲得这些你都搞懂了。在从事计算机科学相关的工作时,了解这类知识总是有用的(而且很有趣)。说不定就因为你知道算法的原理,你成了小组里能找出问题的最优解的人呢,谁知道呢。祝好运!


时间复杂度中的log(n)底数到底是多少?

其实这里的底数对于研究程序运行效率不重要,写代码时要考虑的是数据规模n对程序运行效率的影响,常数部分则忽略,同样的,如果不同时间复杂度的倍数关系为常数,那也可以近似认为两者为同一量级的时间复杂度。

现在来看看为什么底数具体为多少不重要?

读者只需要掌握(依稀记得)中学数学知识就够了。

假设有底数为2和3的两个对数函数,如上图。当X取N(数据规模)时,求所对应的时间复杂度得比值,即对数函数对应的y值,用来衡量对数底数对时间复杂度的影响。

比值为log2 N / log3 N,运用换底公式后得:(lnN/ln2) / (lnN/ln3) = ln3 / ln2,ln为自然对数,显然这三个常数,与变量N无关。

用文字表述:算法时间复杂度为log(n)时,不同底数对应的时间复杂度的倍数关系为常数,不会随着底数的不同而不同,因此可以将不同底数的对数函数所代表的时间复杂度,当作是同一类复杂度处理,即抽象成一类问题。

当然这里的底数2和3可以用a和b替代,a,b大于等于2,属于整数。a,b取值是如何确定的呢?

有点编程经验的都知道,分而治之的概念。排序算法中有一个叫做“归并排序”或者“合并排序”的算法,它用到的就是分而治之的思想,而它的时间复杂度就是N*logN,此算法采用的是二分法,所以可以认为对应的对数函数底数为2,也有可能是三分法,底数为3,以此类推。

但是不可能是分数或者负数。

说明:为了便于说明,本文时间复杂度一概省略 O 符号。

版权声明:可转载,需要明确注明转载出处和链接;不允许商业用途。ttps://blog.csdn.net/bengxu/article/details/80320546

时间复杂度 log n的更多相关文章

  1. Leetcode 刷题计划

    Two Sum    21.4%    Medium Given an array of integers, return indices of the two numbers such that t ...

  2. 在oj平台上练习的一些总结【转】

    程序书写过程中的一些小技巧:1. freopen(“1.txt”,”r”,stdin); //程序运行后系统自动输入此文档里面的内容(不需要进行手动输入)freopen(“1.txt”,”w”,std ...

  3. Redis数据结构之skiplist

    本文及后续文章,Redis版本均是v3.2.8 我们会经常选择使用sorted set数据结构,是由于其提供的操作非常丰富,可以满足非常多的应用场景.sorted set数据结构是由skiplist( ...

  4. leetcode算法题整理

    一.线性表,如数组,单链表,双向链表 线性表.数组 U1.有序数组去重,返回新数组长度 A = [1,1,2] -> [1,2] 返回2   分析:其实一般数组的问题都可以用两个指针解决,一个指 ...

  5. dijkstra(最短路)和Prim(最小生成树)下的堆优化

    dijkstra(最短路)和Prim(最小生成树)下的堆优化 最小堆: down(i)[向下调整]:从第k层的点i开始向下操作,第k层的点与第k+1层的点(如果有)进行值大小的判断,如果父节点的值大于 ...

  6. LG4768 [NOI2018]归程

    题意 题目背景 本题因为一些原因只能评测16组数据. 剩下的四组数据:https://www.luogu.org/problemnew/show/U31655 题目描述 本题的故事发生在魔力之都,在这 ...

  7. Day 2 笔记 数据结构

    Day 2 笔记 数据结构 1.栈.队列.链表等数据结构都是线性数据结构 2.树状数据结构:二叉堆,线段树,树状数组,并查集,st表... 优先队列其实与二叉堆的存储方式并不相同. 一.二叉堆 1.二 ...

  8. [LeetCode] 数学计算模拟类问题:加法,除法和幂,注意越界问题。题 剑指Offer,Pow(x, n) ,Divide Two Integers

    引言 数学计算的模拟类题目,往往是要求实现某种计算(比如两数相除),实现的过程中会有所限定,比如不允许乘法等等. 这类题目首先要注意计算过程中本身的特殊情况.比如求相除,则必须首先反映过来除数不能为0 ...

  9. 金山WPS面试题

    1.windows的handle 1)是一个宏定义#define void* HANDLE 2) HANDLE提供了一种统一的方式去获得系统资源,并对其进行操作. 3) HANDLE使得程序设计的细节 ...

随机推荐

  1. keepalived双机热备实现故障时发送邮件通知

    目前项目已经采用nginx来实现负载均衡,但是nginx调度器只有一台,上次还意外的down机一次,导致整个服务应用全部瘫痪,这次准备再加一个调度器来实现站点高可用性,也就是常说的双机热备了. mas ...

  2. C# 本地文件的上传和下载

    本文主要介绍一下,在APS.NET中文件的简单上传于下载,上传是将文件上传到服务器的指定目录下,下载是从存入数据库中的路径,从服务器上下载. 1.上传文件 (1)页面代码 <table alig ...

  3. 【杜鹃沙盒】Cuckoo SandBox学习笔记

    这是个github上开源前十的项目之一,笔者只完成学习了部分功能,前来分享点经验 整个工程 连接地址 :https://github.com/cuckoosandbox/cuckoo 0x01调试运行 ...

  4. jQuery中表单的常用操作(全选、反选)

    表单的全选.反选操作一 <form method="post" action=""> 你爱好的运动是?<input type="ch ...

  5. jQueryMobile(一)

    一].jQuery Mobile 页面 <!DOCTYPE html> <html lang="zh-cn"> <head> <meta ...

  6. 【Node.js】初识Node.js

    因组里项目需要,我和另外一名同事要学习Node.js.之前接触过Javascript,都是前台处理html时用到,现在要用Javascript做后端,学习Node.js,用一段时间专心学习一门新技术, ...

  7. centos7.4 系统安装指导

    centos7 系统安装指导 安装前规划 下载安装文件 安装过程设置 安装后系统基本设置 安装前规划 CentOS 7.x系列只有64位系统,没有32位. 生产服务器建议安装CentOS-7-x86_ ...

  8. http相关文章目录

    四种常见的 POST 提交数据方式  https://imququ.com/post/four-ways-to-post-data-in-http.html

  9. SpringBoot支持Xml数据格式显示

    第一步:pom文件添加依赖 <dependency> <groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId> < ...

  10. 带来全新的网络格局---html5

    自从HTML5诞生之后,就是开始建立了一个标准的原则,那就是所有的技术它必须是面向开放,并不能有专利的一个存在,在整个期间Opera捐献了css技术,而google的话则是给开发者提供了视频的webM ...