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C语言/C++算法基本概念

C语言/C++算法基本概念

作者: 小辰带你看世界 | 来源:发表于2018-02-04 11:54 被阅读49次

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    C语言/C加加算法基本概念

    1. 算法是什么

    算法:顾名思义,一种计算的方法,在程序设计上,就表现为一组指令序列。

    为了使得算法有意义,还规定算法必须是有限的和确定的,也就是说算法的执行时间有限、执行的过程是确定的。

    比如我们写了代码

    int a = 10; //a,b为输入数据

    int b = 20;

    int c = a+b; //c为输出数据,算法为加法运算

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    这其实就是一个算法的具体实现(程序就是算法的具体实现,但不是所有程序都能认为是算法的实现,比如while(1) 死循环程序,因为不满足算法的有限性)。

    总结:

    算法具有4个性质:输入、输出、确定性、有限性

    算法是方法,程序是方法的具体实现

    当一个算法对每组输入数据,都能得到正确的输出数据,则称算法是正确的,否则称之为错误的。

    2. 如何评价算法

    为了实现同样一个需求,可以设计出各种不同的算法。

    典型的,对一组数据排序,可以有直接插入法、冒泡排序法、堆排序等等;

    简单的,实现从1累加到100,可以计算1+2+…+100,也可以计算50*(1+100);

    3. 如何评价一个算法的优劣?

    对于程序设计而言,无非就是两个方面:

    算法有多快?(时间效率);

    内存耗得多不多?(空间效率)

    我们称之为算法的复杂度分析,包括上述两个方面,各自称为时间复杂度分析和空间复杂度分析。通常我们更关注的是算法的时间复杂度。

    4. 时间复杂度分析

    设问题规模为n,即输入数据的大小,时间复杂度记为T(n)

    比如n个输入数据,需要做2n个基本运算,那么T(n) = 2n

    下面的程序中,对一个n数据遍历了两次,其T(n) = 2*n

    #include

    #define n 5

    int main()

    {

    int i;

    int data[n] = ;

    for(i=0;i

    {

    data[i] += 1;

    }

    for(i=0;i

    {

    printf("%d",data[i]);

    }

    return 0;

    }

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    再如嵌套两次循环,每次循环都是1至n,则其T(n) = n2

    这里提的基本运算,可以是一条语句,也可以是一组语句,更具实际情况而定。

    渐进时间复杂度

    通常,我们分析算法的复杂度不需要考虑的这么具体,精确到2n,3n2+1等等,只需要考虑它的数量级就可以了,这就是渐进时间复杂度O(n),也即是nà∞时,T(n) -> O(n)

    备注:准确的说,O(n) 是渐进上界,相对的也就有渐进下界。但在实际分析时,通常直接说某某算法的时间复杂度为O(n)

    O(n) 其实就是T(n)省略了低阶项和常数项

    比如:

    T(n) = 2*n 则O(n)=n, 实际中就称算法时间复杂度为n

    T(n)= 3*n2 则O(n)=n2, 实际中就称算法时间复杂度为n2

    T(n) =3* log(n)则O(n)=log(n), 实际中就称算法时间复杂度为log(n)

    空间复杂度分析

    分析算法运行过程中所占用存储空间大小,其分析和时间复杂度类似。

    如果使用1个基本空间单位,则空间复杂度为O(1)

    如果使用n个基本空间单位,则空间复杂度为O(n)

    这里说的空间复杂度实际中也是渐进空间复杂度。

    以上就是结合实际使用,给出的算法的基本概念。一般来说,知道这些就够了。

    如果有兴趣了解更多,可以自己查找更专业的资料来补充。

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