时间复杂度分析-asymptotic complexity

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首先我们要认识到,一个算法的运行是一步一步执行下去的过程(step by step procedure).

算法的执行有两个特点:1.未解决问题而执行2.执行时间是有限的

在不同规模(scale)的输入量下,算法的表现可能差异很大。

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而对于一个算法,找到他的平均运行时间是一个非常难的事,我们往往更注意他的最坏情况(worst case)

对于一个算法的度量,我们当然可以有最简单的经验主义做法(Emprical Analysis)

测量、描点、连线

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但这样的经验主义也会出现问题,比方说x86和x64的机器,i7和i5的CPU, 低电压降频版的CPU和正常CPU...很多大大小小的因素都可能导致程序运行的经验时间有差异。

那么这样的时间就不是一个好的度量。

因此我们引入了理论时间(theoretical analysis)

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在描述一个算法时,具体实现我们通常用伪代码(pseudocode)表示,但对这个算法的性能评价我们往往通过时间复杂度,结合空间复杂度就可以直观的了解到。

实际的度量方法我们先来看一个例子:

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分析:

赋值 1

for循环 n+(n-1)

// for(int i=1;i<n;i++), 赋值 n-1 次,比较大小 n 次

for循环内的操作都要乘以n-1次

对于 if A[i]>currentMax 我有异议,我认为是 n-1次,但这不重要

currentMax赋值 1*(n-1)

return 1

最后算加法,这个例题的答案是O(5n-2)=O(n), 我的答案是O(4n-1)=O(n)

总结:循环体内是乘法,每一行代码时间复杂度是加法

时间复杂度是一个量级的概念,而不是具体的值,比如O(5n)的量级是n,因为这个时间复杂度函数内最高量级是变量n的一次方

通过这个逻辑,我们可以知道:


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n^{2}+4n )=O( [图片上传失败...(image-9a5c5f-1544358446105)]

n^{2} )

每次我们只取最高阶作为量级,类似于750的量级是百位,99的量级是十位。

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所以既不要系数,也不要低阶余部,这就是我们的时间复杂度。

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