针对复杂度的一些思考

前言

今天复习了一下算法的复杂度分析的相关知识,记录下来,希望能对大家有帮助
你有没有想过同样都是代码,为啥同事的代码性能比你高,速度比你快,时间比你短,这里面就涉及了,一个问题,叫复杂度
还是老规矩,几个问题来说明复杂度的重要性
1.什么是复杂度?
2.复杂度有哪几种分类?
3.怎么计算代码的复杂度?

一、什么是复杂度

复杂度是算法编写程序所需要的时间和空间资源的多少,需要的越多说明,算法越复杂,所以我们追求的复杂度在时间上要越来越“短”,在空间上要越来越“小”,这样代码的效率才越来越高,它也是一个算法的好坏的衡量标准之一

二、复杂度的分类

想必你听说过这样几个词语,“最好情况时间复杂度”、“最坏情况时间复杂度”、“平均情况时间复杂度”,那么恭喜你,说明你对复杂度有了一点了解,接下来我们说明一下这几个词,这三词的意思和字面其实一样,为了避免歧义,我们这里也来解释一下

最好情况时间复杂度:算法在执行过程中,产生的最理想的情况所占用的时间和空间的资源,比如说,查找一个数组里的某一个数,在遍历数组时,发现第一个数就是它,这是最理想的情况,所以他是

最坏情况时间复杂度:算法在执行过程中,最不理想的情况下所占用的时间和空间的资源,还是数组里查找数的例子,你只有把数组里的数全部遍历才能找到这个数,这就是最坏情况时间复杂度

平均情况时间复杂度:这个可能有点绕,不过我理解的平均情况时间复杂度就是,(最好的+最坏的)/(可能产生的情况),我举个例子,查找一个数,在不在数组中,有两种情况,一种是需要遍历所有数组才能找到,所以可能有n次,另一种就是只需要遍历一次就能找到,所以只有1次,总的可能的情况就是(n+1)次,综上:在n+1中情况中,一共查找了 1+2+3+...+n+n=n^2+3n 次,平均查找了 (n^2+3n)/(n+1) 次,将系数啥的删去后,平均时间复杂度为O(n)

三、算法复杂度的计算

这里推荐一本书啊 《图解算法》,还不错的一本书,作为算法入门书挺好的。
下面来说说算法的复杂度的计算,在算法里有这么一本专门的方法来计算复杂度,叫大O时间复杂度表示法,我觉得这个就是不用通过数学计算,来用肉眼,粗略估计出复杂度的一种方法,希望你能认真看完,反正我学完以后一般的代码的复杂度,基本都可以一眼看出来,复杂的需要心思心思
有这么一组代码

int cal(int n) { 
      int sum =0;
      int i =1;
      for(i;i<=n;i++){
           sum+=1;
      )
      return sum;
)

因为机器配置情况不一样,包括CPU的调度情况这些都不一样,但是我们需要一个理想的情况,所以我们假定每行代码的执行时间是一样的设为time,我们来粗略估计一下这组代码的复杂度,第二行、第三行分别执行了一遍所以分别需要一个time时间,而第四、第五行代码每行都执行了n变,所以总的代码执行时间就是(2n+2)time时间,我们再来看下面一组代码

int cal(int n) { 
      int sum =0;
      int i =1;
      for(i;i<=n;i++)(
           sum+=1;
           for(y;y<=n;y++)(
                sum*=j
           )
       )
)

我们按照上面的思路来解释一下,第二、三、四行代码分别执行了一遍,第五、六行代码分别执行了n遍,第七、八行代码分别执行了n2变,所以总的复杂度为(2n2+2n+3)time时间

因为我们是粗略估计,所以当n趋向于无穷大时,式子中的常量和n前的变量可以忽略不计,所以这两组代码的复杂度分别为O(n)和O(n2)所以我们的出这么样的一个结论,针对一个算法,我们不需要关注其他的,只需要关注着组算法中,循环次数最多的那一段代码就可以了,核心代码的那段n的量级就是整段代码的复杂度看懂了这段,我们来说说其他类型的时间复杂度,首先你需要明确这么一个概念O(1),不是代码执行了一次就叫O(1),就算有三行代码分别执行一次,时间复杂度也是O(1),只要代码不存在循环、递归、之类的语句,就算有再多条,也是O(1),常见类型的复杂度O(1)、O(logn)、O(n)、O(nlogn)、O(n2 ),复杂度由低到高排序

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