复杂度

作者: 康俊1024 | 来源:发表于2019-02-28 17:09 被阅读0次

    一、概述

    在描述算法复杂度时,经常用到o(1), o(n), o(logn), o(nlogn)来表示对应算法的时间复杂度, 这里进行归纳一下它们代表的含义: 这是算法的时空复杂度的表示。不仅仅用于表示时间复杂度,也用于表示空间复杂度。O后面的括号中有一个函数,指明某个算法的耗时/耗空间与数据增长量之间的关系。其中的n代表输入数据的量。

    二、详解

    1、O(n),就代表数据量增大几倍,耗时也增大几倍。比如常见的遍历算法。
    2、O(n2),就代表数据量增大n倍时,耗时增大n的平方倍,这是比线性更高的时间复杂度。比如冒泡排序,就是典型的O(n2)的算法,对n个数排序,需要扫描n×n次。
    3、O(logn),当数据增大n倍时,耗时增大logn倍(这里的log是以2为底的,比如,当数据增大256倍时,耗时只增大8倍,是比线性还要低的时间复杂度)。二分查找就是O(logn)的算法,每找一次排除一半的可能,256个数据中查找只要找8次就可以找到目标。
    4、O(nlogn),就是n乘以logn,当数据增大256倍时,耗时增大256*8=2048倍。这个复杂度高于线性低于平方。归并排序就是O(nlogn)的时间复杂度。
    5、O(1)就是最低的时空复杂度了,也就是耗时/耗空间与输入数据大小无关,无论输入数据增大多少倍,耗时/耗空间都不变。 哈希算法就是典型的O(1)时间复杂度,无论数据规模多大,都可以在一次计算后找到目标(不考虑冲突的话)

    三、扩展

    1、快速排序(QuickSort)
    思想:采用的分治法(Divide and Conquer)来实现
    第一步:分解,数组arr[l..r]分为两个子数组arr[l..q-1]和arr[q+1..r],使得前面一个数组的元素小于等于arr[q],后面一个子数组的元素全部大于arr[q];
    第二步:解决,通过递归调用快速排序,对两个子数组进行排序
    第三步:合并,因为子数组都是原址排序的,所以是不需要合并操作的。
    总结:快速排序通常是实际排序应用中最好的选择,因为他的平均性能是最好的:他的期望复杂度是O(nlogn);但最差的情况的时间复杂度是O(n^2)
    2、归并排序(MergeSort)
    思想:采用的分治法(Divide and Conquer)来实现
    第一步,将数组分成两半
    第二步:将这两半分别排序
    第三步:将排好序的两个子数组归并成一个
    总计:
    归并排序的递归方程为:T(n)=2*T(n/2)+n
    归并排序的实现复杂度为:O(nlogn)

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