标签:oop 参数表 常见 等于 斐波那契 形参 参数 算法复杂度 http
算法是独立存在的一种解决问题的方法和思想:
对于算法而言,实现的语言并不重要,重要的是思想
? 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(语句频度),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(O是数量级的符号 ),简称时间复杂度。
求解算法时间复杂度的步骤:
找出算法中的基本语句,计算基本操作执行次数T(n)
# 基本操作即算法中的每条语句(以;号作为分割),语句的执行次数也叫做语句的频度。在做算法分析时,一般默认为考虑最坏的情况。
计算基本语句的执行次数T(n)
的数量级
# 忽略常量、低次幂和最高次幂的系数,令f(n)=T(n)的数量级
用大O
来表示时间复杂度
# 当n趋近于无穷大时,如果lim(T(n)/f(n))的值为不等于0的常数,则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n)),即为时间复杂度。
example_1
:
n = 1000 # T(n) = 1
j = 1 # T(n) = 1
num1 = 1 # T(n) = 1
num2 = 2 # T(n) = 1
for i in range(0, n): # T(n) = n
num1 += 1 # T(n) = n
while j < n: # T(n) = n*log(n), 以2为底
j *= 2 # T(n) = n*log(n), 以2为底
num2 += 1 # T(n) = n*log(n), 以2为底
print(num1, num2) # T(n) = 1
总的T(n):
忽略掉T(n)
中的常量、低次幂和最高次幂的系数,数量级
求极限
所以时间复杂度可以用大O表示,为
简化的计算步骤:
可以看出,决定算法复杂度的是执行次数最多的语句,这里是num2 += 1
,j *= 2
一般也是最内循环的语句。并且,通常将求解极限是否为常量也省略掉?
example_1
# 1.执行次数最多的语句为
while j < n:
j *= 2
num2 += 1
T(n) = 3n*log(n)
# 2.数量级
f(n) = n*log(n)
# 3.求极限及大O表示
T(n) = O(nlog(n))
分析算法,存在的几种可能:
基本操作,即只有常数项,认为是O(1)
顺序结构,时间复杂度按加法进行计算
循环结构,时间复杂度按乘法进行计算
分支结构,时间复杂度取最大值
常见的时间复杂度算法:
执行次函数举例--总的T(n) | 时间复杂度 | 非正式术语 |
---|---|---|
12 | O(1) | 常数阶 |
2n + 3 | O(n) | 线性阶 |
3n^2 + 2n + 1 | O(n^2) | 平方阶 |
5log(n) + 20 | O(log(n)) | 对数阶 |
2n + 3nlog(n) + 19 | O(nlog(n)) | nlog(n)阶 |
6n^3 + 2n^2 + 3n + 4 | O(n^3) | 立方阶 |
2^n | O(2^n) | 指数阶 |
n! + nlog(n) + 15 | O(n!) | 阶乘 |
所消耗的时间从小到大:
example_2
n = 1000
x = 1
for i in range(0, n):
x += 1 # T(n) = n
for i in range(0, n):
for j in range(0, n):
x += 1 # T(n) = n*n
print(x)
分析:
注意:T(n)
为执行次数最多语句的频度
for loop
, T(n) = n; f(n) = n
时间复杂度为O(n)
for loop
, T(n) = n^2; f(n) = n^2
,时间复杂度为O(n^2)
O(n + n^2) = O(n^2)
example_3
def func(n):
for i in range(n):
for j in range(i, n):
print("Hello World j = %s" % j) # T(n) = (n^2)/2 + n/2
分析:
注意:==T(n)
为执行次数最多语句的频度
直接找到语句频度最高的语句为print("Hello World j = %s" % j)
,
# 当i为0时,该语句执行n次
# 当i为1时,该语句执行n-1次
# 。。。
# 所以该语句的T(n) = n + (n-1) + (n-2) + ... + 1 = (n+1)*n/2 = 0.5n^2 + 0.5n
数量级f(n) = n^2
极限存在,时间复杂度 = O(n^2)
example_4
def func(n):
if n <= 1:
return 1
else:
return func(n - 1) + func(n - 2)
分析:
显然运行次数,T(0) = T(1) = 1,同时 T(n) = T(n - 1) + T(n - 2) + 1,这里的 1 是其中的加法算一次执行。
显然 T(n) = T(n - 1) + T(n - 2) 是一个斐波那契数列,通过归纳证明法可以证明,当 n >= 1 时 T(n) < (5/3)^n,同时当 n > 4 时 T(n) >= (3/2)^n。
所以该方法的时间复杂度可以表示为 O((5/3)^n),简化后为 O(2^n)。
类似于时间复杂度的讨论,一个算法的空间复杂度(Space Complexity),S(n)
定义为该算法所耗费的存储空间,它也是问题规模n的函数。渐近空间复杂度也常常简称为空间复杂度。
空间复杂度(Space Complexity)是对一个算法在运行过程中临时占用存储空间大小的量度。一个算法在计算机存储器上所占用的存储空间,包括:
常见算法空间复杂度:
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原文地址:https://www.cnblogs.com/pankypan/p/13244822.html