数据结构与算法之算法分析

喜欢ヅ旅行 2023-10-01 18:16 150阅读 0赞

算法的五个重要特征:有穷性,确定性,可行性,输入,输出。

输入,是指算法具有零个或多个输入。

输出,是指算法至少有一个或多个输出。

有穷性,是指算法在执行有限的步骤之后,自动结束而不是出现无限循环,并且每一个步骤在可接受的时间内完成。

确定性,是指相同输入只能有一个唯一的输出结果,不会出现二义性。

可行性,是指算法每一步骤都必须可行,能够通过有限的执行次数完成。

好的算法更考虑效率和空间占用(时间复杂度和空间复杂度),通常复杂度更多描述的是一个量级而不是具体的数字。

时间复杂度

算法的时间复杂度,也就是算法的时间量度,记作: T(n)=O(f(n))。它表示随问题规模 n的增大算法执行时间的增长率和 f(n)的增长率相同,称作算法的渐进时间复杂度,简称为时间复杂度。其中 f(n)是问题规模 n的某个函数。

计算方法:

1.用常数1取代函数中所有的常数

2.只保留最高项

3.最好情况时间复杂度:代码在最坏情况下执行的时间复杂度。

常数阶:一般不涉及循环操作的都是常数阶,因为它不会随着n的增长而增加操作次数。
线性阶:一般含有非嵌套循环涉及线性阶,线性阶就是随着输入规模的扩大,对应计算次数呈直线增长
平方阶:一般嵌套循环属于这种时间复杂度
立方阶:一般三层嵌套循环属于这种时间复杂度
对数阶:对于对数阶,由于随着输入规模n的增大,不管底数为多少,他们的增长趋势是一样的,所以我们会忽略底数。

空间复杂度

空间复杂度概念:是对一个算法在运行过程中临时占用存储空间大小的量度,记做S(n)=O(f(n))、

算法的空间复杂度是通过计算算法所需的存储空间实现,算法空间复杂度的计算公式记作: S(n)=O(f(n))S(n)=O(f(n)) S(n) = O(f(n))S(n)=O(f(n)) 。其中,n 为问题的规模, f(n)f(n) f(n)f(n) 为语句关于 n 所占存储空间的函数。

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