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时间复杂度

时间复杂度

作者: OPice | 来源:发表于2020-03-21 15:28 被阅读0次

      之前认为时间复杂度就是程序执行的时间,百度上这么说的

    算法时间复杂度是一个函数,它定性描述该算法的运行时间

    很多人包括我自己都有一个疑问,就是现在的计算机的硬件性能已经很强大了,所以对于性能或者说时间复杂度上还用关心吗,答案是需要的。
    比如有这样一个例子,在一台很久的机器和一台处理性能高100倍的新机器,旧机器执行算法A时间复杂度为O(n),新机器执行算法B的时间复杂度为O(n2)。下面表格做下对比,因为性能差100倍,所以旧机器时间*100

    - O(n) O(n2)
    n=1 100 1
    n=10 1000 100
    n=50 5000 2500
    n=100 10000 10000
    n=1000 100 000 1 000 000

    可以看出来n 在100之前新机器运行时间比旧机器少,但是当n>100,甚至越来越大时,运行时间新机器已经比旧机器多了。
    在实际开发项目上,这样的差距会被无限放大,成本就会体现出来。

    大O表示法

    在举一个例子
    1、

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
          System.out.println("执行"+i+"次");
    }
    

    这个代码总会执行10次,所以时间复杂度表现为 T(n) = 10.

    2、下面如果把10,换成变量n,则公式变为 T(n) = n.

    3、再往下

    for (int i = n; i > 1; i /= 2) {
          System.out.println("执行" + i + "次");
     }
    

    执行次数 T(n) = logn
    4、

    for (int i = 0; i < n; i++) {
                for (int j = 0; j < n; j++) {
                    System.out.println("do something");
                }
            }
    

    公式为T(n) = n2
    针对上面场景时间复杂度的分析,有了渐进时间复杂度。

    算法的渐进分析就是要估计:n逐步增大时资源开销T(n)的增长趋势

    有如下几个原则:

    • 如果运行时间是常数量级,用常数1表示;
    • 只保留时间函数中的最高阶项;
    • 如果最高阶项存在,则省去最高阶项前面的系数。

    大O表示法,针对场景上面四种场景:

    • T(n) = 10 可以表示为O(1)
    • T(n) = n 可以表示为O(n),同样如果T(n) =5 n,也是如此
    • T(n) = logn 可以表示为O(logn)
    • T(n) = n2 可以表示为 O(n2)

    O(1) < O(logn) < O(n) < O(n^2),当然除了这些还有更复杂的
    O(nlogn)、O(n^3)、 O(m*n)、O(2^n)、O(n!)

    所以判断一个算法的复杂度,使用大O表示法可以很直观的判断出来。

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