day5时间复杂度
时间复杂度
(1)时间频度 一个算法执行所耗费的时间,从理论上是不能算出来的,必须上机运行测试才能知道。但我们不可能也没有必要对每个算法都上机测试,只需知道哪个算法花费的时间多,哪个算法花费的时间少就可以了。并且一个算法花费的时间与算法中语句的执行次数成正比例,哪个算法中语句执行次数多,它花费时间就多。一个算法中的语句执行次数称为语句频度或时间频度。记为T(n)。
(2)时间复杂度 在刚才提到的时间频度中,n称为问题的规模,当n不断变化时,时间频度T(n)也会不断变化。但有时我们想知道它变化时呈现什么规律。为此,我们引入时间复杂度概念。 一般情况下,算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某个函数,用T(n)表示,若有某个辅助函数f(n),使得当n趋近于无穷大时,T(n)/f(n)的极限值为不等于零的常数,则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n)),称O(f(n)) 为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度。
指数时间
指的是一个问题求解所需要的计算时间m(n),依输入数据的大小而呈指数成长(即输入数据的数量依线性成长,所花的时间将会以指数成长)
for (i=1;i<=n;i++)
x++:
for (i=1;i<=n;i++)
for (j=1;j<=n;j++)
x++;
第一个for循环的时间复杂度为Ο(n),第二个for循环的时间复杂度为Ο(n2),则整个算法的时间复杂度为Ο(n+n2)=Ο(n2)。
常数时间
若对于一个算法,的上界与输入大小无关,则称其具有常数时间,记作O(1)时间。一个例子是访问数组中的单个元素,因为访问它只需要一条指令。但是,找到无序数组中的最小元素则不是,因为这需要遍历所有元素来找出最小值。这是一项线性时间的操作,或称时间。但如果预先知道元素的数量并假设数量保持不变,则该操作也可被称为具有常数时间。
对数时间
若算法的T(n) = O(log n),则称其具有对数时间
对数时间的算法是非常有效的,因为每增加一个输入,其所需要的额外计算时间会变小。
递归地将字符串砍半并且输出是这个类别函数的一个简单例子。它需要O(log n)的时间因为每次输出之前我们都将字符串砍半。 这意味着,如果我们想增加输出的次数,我们需要将字符串长度加倍。
线性时间
如果一个算法的时间复杂度为O(n),则称这个算法具有线性时间,或O(n)时间。非正式地说,这意味着对于足够大的输入,运行时间增加的大小与输入成线性关系。例如,一个计算列表所有元素的和的程序,需要的时间与列表的长度成正比。
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