时间复杂度的定义

2024-05-19 22:30

1. 时间复杂度的定义

1、时间复杂度

  (1)时间频度
  一个算法执行所耗费的时间,从理论上是不能算出来的,必须上机运行测试才能知道。但我们不可能也没有必要对每个算法都上机测试,只需知道哪个算法花费的时间多,哪个算法花费的时间少就可以了。并且一个算法花费的时间与算法中语句的执行次数成正比例,哪个算法中语句执行次数多,它花费时间就多。一个算法中的语句执行次数称为语句频度或时间频度。记为T(n)。
  (2)时间复杂度
  在刚才提到的时间频度中,n称为问题的规模,当n不断变化时,时间频度T(n)也会不断变化。但有时我们想知道它变化时呈现什么规律。为此,我们引入时间复杂度概念。
  一般情况下,算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某个函数,用T(n)表示,若有某个辅助函数f(n),使得当n趋近于无穷大时,T(n)/f(n)的极限值为不等于零的常数,则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n)),称O(f(n)) 为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度。
  在各种不同算法中,若算法中语句执行次数为一个常数,则时间复杂度为O(1),另外,在时间频度不相同时,时间复杂度有可能相同,如T(n)=n^2+3n+4与T(n)=4n^2+2n+1它们的频度不同,但时间复杂度相同,都为O(n^2)。
  按数量级递增排列,常见的时间复杂度有:
  常数阶O(1),对数阶O(log2n),线性阶O(n),
  线性对数阶O(nlog2n),平方阶O(n^2),立方阶O(n^3),...,
  k次方阶O(nk),指数阶O(2n)。随着问题规模n的不断增大,上述时间复杂度不断增大,算法的执行效率越低。
2、空间复杂度

  与时间复杂度类似,空间复杂度是指算法在计算机内执行时所需存储空间的度量。记作:
  S(n)=O(f(n))
  我们一般所讨论的是除正常占用内存开销外的辅助存储单元规模。讨论方法与时间复杂度类似,不再赘述。 


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时间复杂度的定义

2. 时间复杂度是多少

时间复杂度常用大O符号表述,不包括这个函数的低阶项和首项系数
该程序
S=0;          -------这里是常数O(1),
for(i=0;i<n;i++)     
for(j=0;j<n;j++)
s+=b[i][j]; ----这里是n的平方,用平方阶表示O(n^2)
sum = s;-------这里是常数O(1)
所以上述时间复杂度是T(n) = 两个常数O(1) + n的平方,两个常数相对n的平方来说是低阶项去掉,即常数阶可以去掉忽略不计。
最终时间复杂度是T(n) = O(n^2)

3. 关于时间复杂度

n2 > n > logn
因为 nlogn = logn2
所以 logn<nlogn
 所以O(logn)复杂性最小,执行时间最短

关于时间复杂度

4. 时间复杂度的定义

在计算机科学中,算法的时间复杂度是一个函数,它定量描述了该算法的运行时间。这是一个关于代表算法输入值的字符串的长度的函数。时间复杂度常用大O符号表述,不包括这个函数的低阶项和首项系数。

5. 时间复杂度的时间复杂度

 1.一般情况下,算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某个函数,用T(n)表示,若有某个辅助函数f(n),使得当n趋近于无穷大时,T(n)/f(n)的极限值为不等于零的常数,则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n)),称O(f(n)) 为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度。分析:随着模块n的增大,算法执行的时间的增长率和 f(n) 的增长率成正比,所以 f(n) 越小,算法的时间复杂度越低,算法的效率越高。2. 在计算时间复杂度的时候,先找出算法的基本操作,然后根据相应的各语句确定它的执行次数,再找出 T(n) 的同数量级(它的同数量级有以下:1,log2n,n,n log2n ,n的平方,n的三次方,2的n次方,n!),找出后,f(n) = 该数量级,若 T(n)/f(n) 求极限可得到一常数c,则时间复杂度T(n) = O(f(n))例:算法:  for(i=1; i<=n; ++i){    for(j=1; j<=n; ++j)    {        c[i][j] = 0;//该步骤属于基本操作执行次数:n的平方次        for(k=1; k<=n; ++k)            c[i][j] += a[i][k] * b[k][j];//该步骤属于基本操作执行次数:n的三次方次    }}则有 T(n) = n 的平方+n的三次方,根据上面括号里的同数量级,我们可以确定 n的三次方 为T(n)的同数量级则有 f(n) = n的三次方,然后根据 T(n)/f(n) 求极限可得到常数c则该算法的时间复杂度:T(n) = O(n^3) 注:n^3即是n的3次方。3.在pascal中比较容易理解,容易计算的方法是:看看有几重for循环,只有一重则时间复杂度为O(n),二重则为O(n^2),依此类推,如果有二分则为O(logn),二分例如快速幂、二分查找,如果一个for循环套一个二分,那么时间复杂度则为O(nlogn)。 按数量级递增排列,常见的时间复杂度有:常数阶O(1),对数阶O(),线性阶O(n),线性对数阶O(nlog2n),平方阶O(n^2),立方阶O(n^3),...,k次方阶O(n^k),指数阶O(2^n)。随着问题规模n的不断增大,上述时间复杂度不断增大,算法的执行效率越低。 《数据结构(C语言版)》 ------严蔚敏 吴伟民编著 第15页有句话整个算法的执行时间与基本操作重复执行的次数成正比。基本操作重复执行的次数是问题规模n的某个函数f(n),于是算法的时间量度可以记为:T(n) = O(f(n))如果按照这么推断,T(n)应该表示的是算法的时间量度,也就是算法执行的时间。而该页对“语句频度”也有定义:指的是该语句重复执行的次数。如果是基本操作所在语句重复执行的次数,那么就该是f(n)。上边的n都表示的问题规模。

时间复杂度的时间复杂度

6. 时间复杂度是多少?

时间复杂度是O(n)

for(i=1;i<n;i++);// 由于这里有一个分号,所以执行n次

for(j=1;j<i;j++)// 此时i=n,所以执行n次。
共执行2n次,时间复杂度是O(n)

7. 时间复杂度概念

 用时间复杂度、空间复杂度校验一个程序写的好坏。
   给定两个函数 f(n) 和 g(n),如果存在一个整数 N ,使得对于所有的 n>N ,f(n)总是比g(n)大,那么,我们说 f(n)的增长渐近快于g(n)。
   比如:当 n 的值变得非常大的时候,3n+1 已经没法和 2n 2   的结果相比较,最终结果几乎可以忽略不计。
   于是我们得出这样一个结论:判断一个算法的效率时,函数中的常数项和其他次项长可以忽略,更应该关注主项(最高项)的阶数。
   常数阶 O(1) 、线性阶 O(n)、平方阶 O(n 2 )、对数阶 O(logn)、nlogn阶 O(nlogn)、立方阶 O(n 3 )、指数阶 O(2 2 )
   O(1)   <   O(logn)   <   O(n)   <   O(nlogn)   <   O(n 2 )   <   O(n 3 )   <   O(2 n )   <   O(n!)   <   O(n n )
                                           必记的四个:插入排序、堆排序、归并排序、快速排序

时间复杂度概念

8. 时间复杂度的介绍

同一问题可用不同算法解决,而一个算法的质量优劣将影响到算法乃至程序的效率。算法分析的目的在于选择合适算法和改进算法。计算机科学中,算法的时间复杂度是一个函数,它定量描述了该算法的运行时间。这是一个关于代表算法输入值的字符串的长度的函数。时间复杂度常用大O符号表述,不包括这个函数的低阶项和首项系数。使用这种方式时,时间复杂度可被称为是渐近的,它考察当输入值大小趋近无穷时的情况。

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