算法時間復雜度


     算法復雜度分為時間復雜度和空間復雜度,一個好的算法應該具體執行時間短,所需空間少的特點。

     隨着計算機硬件和軟件的提升,一個算法的執行時間是算不太精確的。只能依據統計方法對算法進行估算。我們拋開硬件和軟件的因素,算法的好壞直接影響程序的運行時間。
     我們看一下小例子:
     int value = 0;                         // 執行了1次
     for (int i = 0; i < n; i++) {       // 執行了n次
          value += i;
     }
     這個算法執行了 1 + n 次,如果n無限大,我們可以把前邊的1忽略,也就是說這個算法執行了n次
     時間復雜度常用大O符號表示,這個算法的時間復雜度就是O(n).
     概念: 一般情況下,算法的基本操作重復執行的次數是模塊n的某一函數f(n),因此,算法的時間復雜度記做 T(n) = O(f(n))。 隨着模塊n的增大,算法執行的時間增長率f(n)的增長率成正比,所以f(n)越小,算法 的時間復雜度越低,算法的效率越高。
      計算時間復雜度
     1.去掉運行時間中的所有加法常數。
     2.只保留最高階項。
     3.如果最高階項存在且不是1,去掉與這個最高階相乘的常數得到時間復雜度
 
我們看一個例子
     for (int i = 0; i < n; i++) {
          for (int j = i; j < n; j++) {
               // do .....
          }
     }
當 i = 0 時 里面的fo循環執行了n次,當i等待1時里面的for循環執行了n -  1次,當i 等於2里里面的fro執行了n - 2次........所以執行的次數是
根據我們上邊的時間復雜度算法
     1.去掉運行時間中的所有加法常數: 沒有加法常數不用考慮
     2.只保留最高階項: 只保留 
     3. 去掉與這個最高階相乘的常數:  去掉   只剩下 
     最終這個算法的時間復雜度為
 
再看一個線性的
      for ( int i = 0; i < n; i++) {
          // do .....
     }
     因為循環要執行n次所以時間復雜度為O(n)
 
其它的我也就不一個一個算了,下面給出了常用的時間復雜度
 

排序法

最差時間分析 平均時間復雜度 穩定度 空間復雜度
冒泡排序 O(n2) O(n2) 穩定 O(1)
快速排序 O(n2) O(n*log2n) 不穩定 O(log2n)~O(n)
選擇排序 O(n2) O(n2) 穩定 O(1)
二叉樹排序 O(n2) O(n*log2n) 不一頂 O(n)

插入排序

O(n2) O(n2) 穩定 O(1)
堆排序 O(n*log2n) O(n*log2n) 不穩定 O(1)
希爾排序 O O 不穩定 O(1)

     


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