数据结构与算法之美-1 复杂度分析
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复杂度分析
03 | 复杂度分析(上):如何分析、统计算法的执行效率和资源消耗?
复杂度分析是整个算法学习的精髓,只要掌握了它,数据结构和算法的内容基本上就掌握了一半。
为什么需要复杂度分析?
事后统计法的局限性
- 测试结果非常依赖测试环境
- 测试结果受数据规模的影响很大
我们需要一个不用具体的测试数据来测试,就可以粗略地估计算法的执行效率的方法。这就是时间、空间复杂度分析方法。
大 O 复杂度表示法
大 O 时间复杂度实际上并不具体表示代码真正的执行时间,而是表示代码执行时间随数据规模增长的变化趋势,所以,也叫作渐进时间复杂度(asymptotic time complexity),简称时间复杂度。
时间复杂度分析
- 只关注循环执行次数最多的一段代码
- 加法法则:总复杂度等于量级最大的那段代码的复杂度
- 乘法法则:嵌套代码的复杂度等于嵌套内外代码复杂度的乘积
几种常见时间复杂度实例分析
O(1)
O(1)
只是常量级时间复杂度的一种表示方法,并不是指只执行了一行代码- 一般情况下,只要算法中不存在循环语句、递归语句,即使有成千上万行的代码,其时间复杂度也是Ο(1)
O(logn)
、O(nlogn)
- 在采用大 O 标记复杂度的时候,可以忽略系数,即
O(Cf(n)) = O(f(n))
- 不管是以 2 为底、以 3 为底,还是以 10 为底,我们可以把所有对数阶的时间复杂度都记为
O(logn)
。为什么呢?因为对数之间是可以互相转换的。
- 在采用大 O 标记复杂度的时候,可以忽略系数,即
O(m + n)
、O(m * n)
- 代码的复杂度由两个数据的规模来决定
空间复杂度分析
时间复杂度的全称是渐进时间复杂度,表示算法的执行时间与数据规模之间的增长关系。类比一下,空间复杂度全称就是渐进空间复杂度(asymptotic space complexity),表示算法的存储空间与数据规模之间的增长关系。
我们常见的空间复杂度就是 O(1)、O(n)、O(n2),像 O(logn)、O(nlogn) 这样的对数阶复杂度平时都用不到。
内容小结
复杂度也叫渐进复杂度,包括时间复杂度和空间复杂度,用来分析算法执行效率与数据规模之间的增长关系,可以粗略地表示,越高阶复杂度的算法,执行效率越低。常见的复杂度并不多,从低阶到高阶有:O(1)
、O(logn)
、O(n)
、O(nlogn)
、O(n^2)
。
04 | 复杂度分析(下):浅析最好、最坏、平均、均摊时间复杂度
最好、最坏情况时间复杂度
- 最好情况时间复杂度就是,在最理想的情况下,执行这段代码的时间复杂度。
- 最坏情况时间复杂度就是,在最糟糕的情况下,执行这段代码的时间复杂度。
平均情况时间复杂度
平均时间复杂度的全称应该叫加权平均时间复杂度
或者期望时间复杂度
。
均摊时间复杂度
均摊时间复杂度就是一种特殊的平均时间复杂度
我们没必要花太多精力去区分它们。你最应该掌握的是它的分析方法,摊还分析。
2021-7-23
本文来自博客园,作者:白乾涛,转载请注明原文链接:https://www.cnblogs.com/baiqiantao/p/15049604.html