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一個算法执行所需要进行的计算工作量通常用“大O表示法表示”,例如O(1),O(n),O(logn),O(nlogn),O(n^2), O(2^n),O(2!)等算法的时间复杂度反映了程序执行时间随输入规模增长而增长嘚量级,也反映了算法的优劣程度
计算时间复杂度的方法:
找到最基本的执行语句。(可能存在多条)
计算该语句执行次数的数量级(有多条最基本的执行语句时,平行相加即可)
用“大O法”和“渐进时间复杂度”的概念来表示时间复杂度
一个算法执行所需要的内存涳间,是对一个算法在运行过程中临时占用的存储空间大小的量度
一个算法在计算机上占用的内存包括:程序代码所占用的空间,输入輸出数据所占用的空间辅助变量所占用的空间这三个方面。
计算空间复杂度的方法:
在长度为n的序列中,每次遍历n-i次序列(i=0,12,... n)将序列后(n-i)个元素中最大/小的元素放到第i个位置上。
在长度为n的序列中每次遍历整个序列,比较前后两个元素如果後面的这个元素比前面的这个元素小,交换两个元素这样多次遍历后,知道序列有序
在长度为n的序列中,将序列第 i 个元素有序地插入箌前(i-1)个已经有序的元素中直到序列有序。
二分法的使用前提是序列必须有序
二分法通常用于二汾查找。所谓二分其实就是每次与序列中的中值比较,如果比中值小则去中值的左边序列中查找,如果比中值大则去中值的右边序列中查找,如果与中值相等则查找成功。就这样按照上面的步骤循环查找直到找到或者序列长度为1为止。
二分法的时间复杂度为O(logn)
整数型数组中每个元素均出现两次,除了一个元素例外如何找出这个元素?能否设计一個线性时间的算法且不需要额外的存储空间?
使用异或运算符(^)可以O(n)的时间复杂度解决这个问题
异或运算符的特点是:数a两次异或哃一个数b(a=a^b^b)仍然为原值a。对于任何数x都有x^x=0,x^0=x
这两种解法的时间复杂度都比O(n)更高。但是如果你运用了异或运算符的特点,那么这个問题就很容易解决了算法复杂度为O(n),且不需要额外空间像这样:
O(1)————常量时间 | |
O(n)————线性时间 | |
二分查找、欧几里得GCD | |
归并排序 复杂度、堆排序 复杂度、快速排序 复杂度(平均时间) | |
选择排序 复杂度、插入排序 复杂度、冒泡排序 复杂度、交換排序 复杂度、快速排序 复杂度(最差时间) | O(n^2)———平方时间 |
递归算法(汉诺塔、斐波那契数) | O(2^n)———指数时间 |
master公式:也叫主定理。它提供了一种通过渐近符号表示递推关系式的方法应用Master定理可以很简便的求解递归方程。
其中T(n)是样本量为N时的时间复杂度n/b是划分成子问题的规模,子问题发生了a次将规模为n的问题分解为a个子问题,后面O(N^d)是除去调用子过程之外的时间复雜度
对数器可以验证算法是否正确, 在比赛或者笔试的时候如果需要大量的测试用例,而且不知道是所写的算法能够满足要求就可以使用
1. 有一个你想测试的算法a
2.实现一个绝对正确但复杂度高的算法b (必须是正确的,不论复杂度高低)
3.实现一个随机样本产生器 (样本的長度尽量小一点出现错误之后方便查看)
4. 实现比对算法a和b的方法
5. 多次(100000+)比对a和b来验证a是否正确
6. 如果有样本出错,则打印出来分析
7. 当对此对比测试都正确时可以基本判断算法a正确
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