时间和空间复杂度
2023-12-17 08:46:53
    		1.算法效率
 
 算法效率分析分为两种:第一种是时间效率,第二种是空间效率 
 。 
 时间效率被称为时间复杂度,而空间效率被称作 
 空间复杂度 
 。  
 时间复杂度主要衡量的是一个算法的运行速度,而空间复杂度主要衡量一个算法所需要的额外空间。 
 
 
 在计算机发展的早期,计算机的存储容量很小。所以对空间复杂度很是在乎。但是经过计算机行业的迅速发展,计算机的存储容量已经达到了很高的程度。所以我们如今已经不需要再特别关注一个算法的空间复杂度。 
 
2.时间复杂度
2.1.时间复杂度概念
 
 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数学函数 
 ,它定量描述了该算法的运行时间。一个算法执行所耗费的时间,从理论上说,是不能算出来的,只有把程序放在机器上跑起来,才能知道。 
 
 
  一个算法所花费的时间与其中语句的执行次数成正比例,算法中的基本操作的执行次数,为算法的时间复杂度。 
 
 
 2.2大O的渐进表示法
以下面代码为例:
void func(int n) {
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                count++;
            }
        }
        for (int i = 0; i < 2*n; i++) {
            count++;
        }
        int N = 10;
        while((N--)>0) {
            count++;
        }
        System.out.println(count);
    }func方法执行的基本次数:
 
  n = 10 f(n)?= 130  
 
 
  
  n = 100 f(n) = 10210  
 
 
  
  n = 1000 f(n) = 1002010  
 
 
  
  
   实际中我们计算时间复杂度时,我们其实并不一定要计算精确的执行次数,而只需要 
   大概执行次数,那么这里我们 
   使用大 
   O 
   的渐进表示法。  
  
 
   
   大 
   O 
   符号( 
   Big O notation 
   ):是用于描述函数渐进行为的数学符号. 
  
 
   
  2.3推导大O阶方法
 
   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 
   ,则去除与这个项目相乘的常数。得到的结果就是大 
   O 
   阶。  
  
 
   
   使用大 
   O 
   的渐进表示法以后, 
   Func1 
   的时间复杂度为: 
  
 
   
    n = 10 f(n)?= 100  
   
 
    
    n = 100 f(n) = 10000  
   
 
    
    n = 1000 f(n) = 1000000 
   
 
    
    
     通过上面我们会发现大 
     O 
     的渐进表示法 
     去掉了那些对结果影响不大的项 
     ,简洁明了的表示出了执行次数。  
    
 
     
     另外有些算法的时间复杂度存在最好、平均和最坏情况:  
    
 
     
     最坏情况:任意输入规模的最大运行次数 
     ( 
     上界 
     )  
    
 
     
     平均情况:任意输入规模的期望运行次数  
    
 
     
     最好情况:任意输入规模的最小运行次数 
     ( 
     下界 
     )  
    
 
     
     例如:在一个长度为 
     N 
     数组中搜索一个数据 
     x  
    
 
     
     最好情况: 
     1 
     次找到  
    
 
     
     最坏情况: 
     N 
     次找到  
    
 
     
      平均情况: 
      N/2 
      次找到 
     
 
     3.空间复杂度
 
      空间复杂度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  
      。空间复杂度不是程序占用了多少 
      bytes 
      的空间,因为这个也没太大意义,所以空间复杂度算的是变量的个数。空间复杂度计算规则基本跟时间复杂度类似,也使用大 
      O 
      渐进表示法 
      。 
     
 
     long[] fibonacci(int n) {
        long[] fibArray = new long[n + 1];
        fibArray[0] = 0;
        fibArray[1] = 1;
        for (int i = 2; i <= n ; i++) {
            fibArray[i] = fibArray[i - 1] + fibArray [i - 2];
        }
        return fibArray;
    } 
       使用了常数个额外空间,所以空间复杂度为 
        O(1) 
      
 
     
    			文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_69762204/article/details/135032125
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