评价算法的标准

时间复杂度

1. 时间频度

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. 计算时间频度

1. 忽略常数项

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结论:
2n+20 和 2n 随着n 变大,执行曲线无限接近, 20可以忽略
3n+10 和 3n 随着n 变大,执行曲线无限接近, 10可以忽略

2. 忽略低次项

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结论:
2n^2+3n+10 和 2n^2 随着n 变大, 执行曲线无限接近, 可以忽略 3n+10
n^2+5n+20 和 n^2 随着n 变大,执行曲线无限接近, 可以忽略 5n+20

3. 忽略系数

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结论:

随着n值变大,5n^2+7n 和 3n^2 + 2n ,执行曲线重合, 说明 这种情况下, 5和3可以忽略。
而n^3+5n 和 6n^3+4n ,执行曲线分离,说明多少次方是关键

3. 时间复杂度

  1. 一般情况下,算法中的基本操作语句的重复执行次数是问题规模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。
  2. T(n) 不同,但时间复杂度可能相同。 如:T(n)=n²+7n+6 与 T(n)=3n²+2n+2 它们的T(n) 不同,但时间复杂度相同,都为O(n²)。
  3. 计算时间复杂度的方法:
    1. 用常数1代替运行时间中的所有加法常数 T(n)=n²+7n+6 => T(n)=n²+7n+1
    2. 修改后的运行次数函数中,只保留最高阶项 T(n)=n²+7n+1 => T(n) = n²
    3. 去除最高阶项的系数 T(n) = n² => T(n) = n² => O(n²)

4. 常见的时间复杂度

  • 常数阶O(1)

  • 对数阶O(log2n)

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在while循环里面,每次都将 i 乘以 2,乘完之后,i 距离 n 就越来越近了。假设循环x次之后,i 就大于 2 了,此时这个循环就退出了,也就是说 2 的 x 次方等于 n,那么 x = log2n也就是说当循环 log2n 次以后,这个代码就结束了。因此这个代码的时间复杂度为:O(log2n) 。 O(log2n) 的这个2 时间上是根据代码变化的,i = i * 3 ,则是 O(log3n) .

  • 线性阶O(n)

  • 线性对数阶O(nlog2n)

  • 平方阶O(n^2)

  • 立方阶O(n^3)

  • k次方阶O(n^k)

  • 指数阶O(2^n)

常见的算法时间复杂度由小到大依次为:Ο(1)<Ο(log2n)<Ο(n)<Ο(nlog2n)<Ο(n2)<Ο(n3)< Ο(nk) <Ο(2n) ,随着问题规模n的不断增大,上述时间复杂度不断增大,算法的执行效率越低

注意尽可能避免使用指数阶的算法

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