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算法時間復雜度計算

來源:程序員人生   發布時間:2015-06-23 08:15:10 閱讀次數:3072次

概述

??1個算法是由控制結構(順序,分支,循環)和原操作(指固有數據類型的操作)構成。為了便于比較同1問題的不同算法,通常的做法是,從算法當選取1種對所研究的問題來講是基本操作的原操作,以該基本原操作重復履行的次數作為算法的時間度量。多數情況下,基本原操作是它最深層循環中的原操作,對算法的時間度量最經常使用的是斟酌在最壞的情況下時間復雜度。

時間復雜度的定義

??算法中基本操作重復履行的次數是問題范圍n的某個函數,用T(n)表示,若有某個輔助函數f(n),使得當n趨近于無窮大時,T(n)/f(n)的極限值為不等于零的常數,則稱f(n)是T(n)的同數量級函數。記作T(n)=O(f(n)),稱O(f(n))為算法的漸進時間復雜度(O是數量級的符號 ),簡稱時間復雜度。

根據定義,可以歸納出基本的計算步驟

1. 計算出基本操作的履行次數T(n)
??基本操作即算法中的每條語句(以;號作為分割),語句的履行次數也叫做語句的頻度。在做算法分析時,1般默許為斟酌最壞的情況。

2. 計算出T(n)的數量級
??求T(n)的數量級,只要將T(n)進行以下1些操作:疏忽常量、低次冪和最高次冪的系數。令f(n)=T(n)的數量級。

3. 用大O來表示時間復雜度
??當n趨近于無窮大時,如果lim(T(n)/f(n))的值為不等于0的常數,則稱f(n)是T(n)的同數量級函數。記作T(n)=O(f(n))。

以上步驟可以簡化

1. 找到履行次數最多的語句
2. 計算語句履行次數的數量級
3. 用大O來表示結果

舉例

例1(O(n))

public void printsum(int count){ int sum = 1; for(int i= 0; i<n; i++){ sum += i; } System.out.print(sum); }

記住,只有可運行的語句才會增加時間復雜度,因此,上面方法里的內容除循環以外,其余的可運行語句的復雜度都是O(1)。
所以printsum的時間復雜度 = for的O(n)+O(1) = 疏忽常量 = O(n)

這里其實可以應用公式 num = n(n+1)/2,對算法進行優化,改成*

public void printsum(int count){ int sum = 0; sum = count*(count+1)/2; System.out.print(sum); }

這樣算法的時間復雜度將由原來的O(n)降為O(1),大大地提高了算法的性能。

例2(O(log2n))

int i= 1; while(i<n){ i = i*2; }

設(i=i*2)的頻度是t, 則:2t(2的t次方)<=n; 兩邊去對數t<=log2n,斟酌最壞情況,取最大值t=log2n。T(n) = O(log2n)。
例3(O(n2))

int num=0; for(int i=0;i<n;i++){ for(int j=0;j<n;j++){ num++; } }

時間復雜度為O(n2)。

經常使用算法的時間復雜度

常用排序時間復雜度

參考

http://univasity.iteye.com/blog/1164707
http://www.cnblogs.com/songQQ/archive/2009/10/20/1587122.html

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