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一、循環執行次數的計算
1.雙重循環
for(int i=1;i<=n;i++) // 外層n次
for(int j=1;j<=i;j++) // 內層i次
f();
總次數=1+2+3+..+n=(1+n)*n/2
時間復雜度=O(n^2)
2.三重循環
for(int i=1;i<=n;i++) // 外層n次
for(int j=1;j<=i;j++) // 內層為雙重循環,執行次數為(1+i)*i/2=i^2/2+i/2
for(int k=1;k<=j;k++) //
f();
總次數=(1^2+2^2+3^2+..+n^2)/2+(1+..+n)/2
由於出現了平方項的和,平方公式(1^2+2^2+3^2+..+n^2)=n(n+1)(2n+1)/6,最高項為三次方
時間復雜度=O(n^3)
3.
for(int i=1;i<=n;){
i=i*2;
}
設經過f(n)次,當2^f(n)>=n的時候停止,則f(n)≈log2 n≈lgn
二、計算方法
1.一個算法執行所耗費的時間,從理論上是不能算出來的,必須上機運行測試才能知道。但我們不可能也沒有必要對每個算法都上機測試,只需知道哪個算法花費的時間多,哪個算法花費的時間少就可以了。並且一個算法花費的時間與算法中語句的執行次數成正比例,哪個算法中語句執行次數多,它花費時間就多。一個算法中的語句執行次數稱為語句頻度或時間頻度。記為T(n)。
2.一般情況下,算法的基本操作重復執行的次數是模塊n的某一個函數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,算法執行的時間的增長率和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。在計算時間復雜度的時候,先找出算法的基本操作,然后根據相應的各語句確定它的執行次數,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!),找出后,f(n)=該數量級,若T(n)/f(n)求極限可得到一常數c,則時間復雜度T(n)=O(f(n))。3.常見的時間復雜度按數量級遞增排列,常見的時間復雜度有: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(n^2), 立方階O(n^3),..., k次方階O(n^k), 指數階O(2^n) 。4.定義:如果一個問題的規模是n,解這一問題的某一算法所需要的時間為T(n),它是n的某一函數 T(n)稱為這一算法的“時間復雜度”。
5.根據換底公式,log2 n=lgn