征服数据结构中的时间和空间复杂度

news2024/11/13 20:47:15

目录

  • 时间复杂度
    • 推导大O方法
    • 求解时间复杂度的方法
    • 普通顺序结构
    • 单循环
    • 双循环
    • 递归
      • Master定理(主定理)
      • 递归树方法
  • 空间复杂度

一个算法的好坏根据什么来判断呢?有两种一种是时间效率,一种是空间效率。时间效率也可称为时间复杂度,空间效率可以称为空间复杂度。时间复杂度衡量的主要是算法的运行速度而空间复杂度主要衡量的是一个算法所需要的额外空间。

时间复杂度

在进行算法分析时,语句总的执行次数 T(n) 是关于问题规模 n 的函数,进而分析 T(n) 随 n 的变化情况并确定 T(n) 的数量级。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,称作算法的渐近时间复杂度,简称为时间复 杂度。其中f(n) 是问题规模n 的某个函数。

定义很长,个人觉得了解即可,对于O()这种体现时间复杂度的方法,我们称之为大O记法

推导大O方法

  1. 用常数1取代运行时间中的所有加法常数。
  2. 在修改后的运行次数函数中,只保留最高阶项。
  3. 如果最高阶项存在且不是1,则去除与这个项相乘的常数。
    得到的结果就是大O 阶 。

求解时间复杂度的方法

时间复杂度有最坏时间复杂度,平均时间复杂度,也有最好情况的时间复杂度,但我们一般讨论的都是最坏时间按复杂度,并且如果没有特殊说明,我们也默认为算的是最坏时间复杂度。

我们去计算时间复杂度的时候,说白了也就是去数语句执行次数最多的,算出来的就是时间复杂度,不过要满足大O记法。
O(100)的时间复杂度为O(1),只有常数存在的时候,常数时间复杂度为O(1)

普通顺序结构

这种可以称作求时间复杂度最简单的。

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("你好!");
    }
    //执行了常数次,时间复杂度为O(1)

单循环

我建议大家做这种的时候要多动手,而不是光靠脑子想。尤其我们刚开始接触数据结构的时候。

    public void func(int n) {
        int i = 1;
        while (i <= n) {
            i = i * 2;
        }
    }

在这里插入图片描述
这里给大家留一个题,自己动手试试,看是否真懂了呢?

// 计算func4的时间复杂度?
void func4(int N) {
int count = 0;
for (int k = 0; k < n; k++) {
count++;
}
System.out.println(count);
}

双循环

这种分为两种,一种是内外两层互不影响,一种是外层会影响内层。

  1. 两层互不影响的时候
    在这里插入图片描述
    我们一般把log₂n简写成logn
  2. 外层会对内层产生影响的时候
    public void func2(int n) {
        int m = 0;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j <= (2 * i); j++) {
                m++;
            }
        }
    }

在这里插入图片描述
希望大家能掌握这种方法,这样对于多层循环也就不害怕了,道理都一样

递归

递归的次数*每次递归后执行的次数
这个如果大家不好计算,就可以试试下面这两种。

Master定理(主定理)

在这里插入图片描述 * 我们比较下面这两个哪个时间复杂度大就用哪个
在这里插入图片描述
一、规则一
如果左半部大,那么我们最后直接取左半部分作为结果
在这里插入图片描述

二、规则二
如果上面两个算出结果相等,我们需要取左半部分结果再乘上logn,两个组合起来才为最后结果
在这里插入图片描述
三、规则三
当比较两个,如果右边大,我们需要再判断下面图片这个式子
在这里插入图片描述
如果计算后均满足这两个条件,最后结果就是右边的那个结果。

递归树方法

在这里插入图片描述
我们拿第一个举例。
在这里插入图片描述
我们画出了递归树,这种求解复杂度方法是:叶子数 + 层数 * f(n)

对于上面这些方法,核心还是要根据代码能推出正确的式子。T(n)=T(n-1)+ 其余操作的时间复杂度,这个式子含义就是求时间复杂度的时候等于前n-1的时间复杂度加上另外一些其他的操作所需要用到的时间复杂度。

时间复杂度大小排序:O(1)<0(logn)<0(n)<0(nlogn)<0(n²)<0(n³)<0(2”)<0(n!)<O(n”)

空间复杂度

算法的空间复杂度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)=0(f(n)), 其 中 ,n 为问题的规模,f(n) 为语句关于 n 所占存储空间的函数。空间复杂度的求解也符合大O记法。

穿插个题外话,现在估计还有好多人弄不清KB,GB,MB的大小关系,希望大家能记住,因为不知道啥时候就会用到。
1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024字节

  • 我们在计算空间复杂度的时候,计算的是变量的个数而不是占用了多少空间。
  • 函数运行时所需要的栈空间(存储参数、局部变量、一些寄存器信息等)在编译期间已经确定好了,因此空间复杂度主要通过函数在运行时候显式申请的额外空间来确定。

空间复杂度的计算,这我就不细说了,相信大家都有相关的教材,这部分可以参考教材来学习怎么计算

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1977120.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

内网穿透--LCX+portmap转发实验

实验背景 通过公司带有防火墙功能的路由器接入互联网&#xff0c;然后由于私网IP的缘故&#xff0c;公网 无法直接访问内部web服务器主机&#xff0c;通过内网其它主机做代理&#xff0c;穿透访问内网web 服务器主机 实验设备 1. 路由器、交换机各一台 2. 外网 kali 一台&…

网络层和数据链路层的理解

文章目录 网络层IP协议网段划分IP地址数量问题NAT技术DNSICMP协议 数据链路层以太网MTU的影响ARP协议 网络层 作用&#xff1a; 在网络环境中确定消息传输的路径。 主要协议&#xff1a; IP协议。 IP协议 IP协议的基本概念&#xff1a;凡是入网的机器都会有一个IP地址&#…

手机上音乐如何转换成MP3格式?分享5款音频格式转换APP

手机上音乐如何转换成MP3格式&#xff1f;相信很多外出办公或者不经常使用电脑的工作人士&#xff0c;学生党&#xff0c;媒体从业者都有这样的疑惑和需求。不同设备和应用可能支持不同的音频格式&#xff0c;导致某些情况下需要将音乐文件转换为MP3格式以确保兼容性。下面&…

24暑假算法刷题 | Day27 | 贪心算法 I | LeetCode 455. 分发饼干,376. 摆动序列,53. 最大子数组和

目录 455. 分发饼干题目描述题解 376. 摆动序列题目描述题解 53. 最大子数组和题目描述题解 455. 分发饼干 点此跳转题目链接 题目描述 假设你是一位很棒的家长&#xff0c;想要给你的孩子们一些小饼干。但是&#xff0c;每个孩子最多只能给一块饼干。 对每个孩子 i&#x…

【Mind+】掌控板入门教程03 节日的祝福

在节日的时候&#xff0c;我们通常会送朋友或者家人一张贺卡表达美好的祝福。随着科技的发展&#xff0c;我们已经可以通过手机聊天工具发送一封电子贺卡。电子贺卡相当于把祝福做成了一个小动画&#xff0c;它环保方便&#xff0c;生动有趣。今天就让我们用掌控板来制作一份电…

Java | Leetcode Java题解之第318题最大单词长度乘积

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; class Solution {public int maxProduct(String[] words) {Map<Integer, Integer> map new HashMap<Integer, Integer>();int length words.length;for (int i 0; i < length; i) {int mask 0;String word words[i];in…

Java | Leetcode Java题解之第319题灯泡开关

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; class Solution {public int bulbSwitch(int n) {return (int) Math.sqrt(n 0.5);} }

C++客户端Qt开发——多线程编程(二)

多线程编程&#xff08;二&#xff09; ③线程池 Qt中线程池的使用 | 爱编程的大丙 1>线程池 我们使用线程的时候就去创建一个线程&#xff0c;这样实现起来非常简便&#xff0c;但是就会有一个问题&#xff1a;如果并发的线程数量很多&#xff0c;并且每个线程都是执行…

Java:Thread类以及线程状态

文章目录 Thread类等待一个线程 - join()获取当前线程的引用sleep 线程状态 Thread类 等待一个线程 - join() 操作系统,针对多个线程的执行,是一个"随机调度,抢占式执行“的过程. 线程等待就是在确定两个线程的"结束顺序”. 我们无法确定两个线程调度执行的顺序,但…

找工作,如何写一份好的简历? 附简洁大方的简历模板

一份精心制作的简历对给潜在雇主留下积极的第一印象至关重要。这是你展示技能、经验和成就的第一机会&#xff0c;因此制作一份出色的简历至关重要。下面是一个指南&#xff0c;帮助你创建一份出色的简历&#xff0c;参考一个专业的模板。 1. 联系信息 在简历顶部提供你的联系…

设计模式 - Singleton pattern 单例模式

文章目录 定义单例模式的实现构成构成UML图 单例模式的六种实现懒汉式-线程不安全懒汉式-线程安全饿汉式-线程安全双重校验锁-线程安全静态内部类实现枚举实现 总结其他设计模式文章&#xff1a;最后 定义 单例模式是一种创建型设计模式&#xff0c;它用来保证一个类只有一个实…

MATLAB优化模型(4)

一、前言 在MATLAB中&#xff0c;你可以使用内置的遗传算法(Genetic Algorithm)、模拟退火(Simulated Annealing)等优化工具箱函数&#xff0c;或者编写自定义代码来实现(Ant Colony Optimization, ACO) 蚁群算法和粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)。以下是一些基…

日撸Java三百行(day12:顺序表二)

目录 一、关于昨天的补充 1.final关键字 2.toString()方法 二、今日代码实现 1.顺序表的查找操作 2.顺序表的插入操作 3.顺序表的删除操作 4.数据测试 总结 一、关于昨天的补充 1.final关键字 public static final int MAX_LENGTH 10; 在昨天的这行代码中&#xf…

OpenCV||超详细的灰度变换和直方图修正

一、点运算 概念&#xff1a;点运算&#xff08;也称为像素级运算或单像素操作&#xff09;是指对图像中每一个像素点进行独立、相同的操作&#xff0c;而这些操作不会考虑像素点之间的空间关系。点处理优势也称对比度拉伸、对比度增强或灰度变换等。 目的&#xff1a;点运算…

操作系统|day3.锁、I/O多路复用、中断

协程 概念 协程是微线程&#xff0c;在子程序内部执行&#xff0c;可在子程序内部中断&#xff0c;转而执行别的子程序&#xff0c;在适当的时候再返回来接着执行。 优势 协程调用跟切换比线程效率高&#xff1a;协程执行效率极高。协程不需要多线程的锁机制&#xff0c;可…

项目经验分享:用4G路由器CPE接海康NVR采用国标GB28181协议TCP被动取流一段时间后设备就掉线了

最近我们在做一个生态化养殖的项目时&#xff0c;发现一个奇怪的现象&#xff1a; 项目现场由于没有有线网络&#xff0c;所以&#xff0c;我们在现场IPC接入到海康NVR之后&#xff0c;再通过一款4G的CPE接入到天翼云的国标GB28181视频平台&#xff1b;我们采用UDP协议播放NVR…

BERT模型

BERT模型是由谷歌团队于2019年提出的 Encoder-only 的 语言模型&#xff0c;发表于NLP顶会ACL上。原文题目为&#xff1a;《BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding》链接 在前大模型时代&#xff0c;BERT模型可以算是一个参数量比…

杂记123

(前提已安装了Beyond Compare4)在Everything的文件-右键菜单项里没有Beyond Compare的"选择左边文件进行比较"的现象 进过调查,LZ本机是X64位的,但是安装了x86(32位)的Everything, 切换成X64位的Everything版本就好了

数据结构之《二叉树》(中)

在数据结构之《二叉树》(上)中学习了树的相关概念&#xff0c;还了解的树中的二叉树的顺序结构和链式结构&#xff0c;在本篇中我们将重点学习二叉树中的堆的相关概念与性质&#xff0c;同时试着实现堆中的相关方法&#xff0c;一起加油吧&#xff01; 1.实现顺序结构二叉树 在…

详细测评下搬瓦工香港CN2 GIA VPS

搬瓦工香港VPS分移动CMI和电信CN2 GIA两个大类&#xff0c;一个属于骨干网&#xff0c;一个属于轻负载。搬瓦工的香港CN2 GIA根据测试来看实际上是CN2 GIABGP&#xff0c;并非三网纯CN2 GIA。详细测评数据如下&#xff1a; 用FIO再给测试一下硬盘I/O&#xff0c;可以仔细看看数…