详解时间复杂度计算公式(附例题细致讲解过程)

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详解时间复杂度计算公式(附例题细致讲解过程)

2024-07-04 23:56| 来源: 网络整理| 查看: 265

这几天开始刷力扣上面的算法题,有些题目上面限制时间复杂度和空间复杂度,题目虽然写出来了,但是很没底。印象里数据结构老师讲过一点,沉睡的记忆苏醒了。只记得一个时间复杂度是O(n),空间复杂度是S(n)。for循环常常是O(n),具体是怎么算的不清楚。所以在看了相关的视频教学后,总结一下时间复杂度的计算公式,希望能给大家的学习带来帮助!

目录

一、什么是时间复杂度 

二、单层循环时间复杂度计算公式

三、两层循环时间复杂度计算公式

四、多层循环时间复杂度计算公式

方法一:抽象为计算三维物体体积

方法二:列式求和

一、什么是时间复杂度 

时间复杂度(Time complexity)是一个函数,它定性描述该算法的运行时间。这是一个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表述,不包括这个函数的低阶项和首项系数。

时间复杂度大小比较:

时间复杂度分类:

算法完成工作最少需要多少基本操作叫做最优时间复杂度,是一种最乐观最理想的状态。算法完成工作最多需要多少基本操作叫做最坏时间复杂度,是算法的一个保障。算法完成工作平均需要多少基本操作叫做平均时间复杂度,它可以均匀全面的评价一个算法的好坏。

时间复杂度基本计算规则:

基本操作即只有常数项,认为其时间复杂度为O(1)顺序结构,时间复杂度按加法进行计算循环结构,时间复杂度按乘法进行计算分支结构,时间复杂度取最大值判断一个算法效率时,往往只需要关注操作数量的最高次项,其他次要项和常数项可以忽略在没有特殊说明时,我们所分析的时间复杂度都是指最坏时间复杂度 二、单层循环时间复杂度计算公式

 解题步骤

列出循环趟数t及每轮循环i的变化值找到t与i的关系确定循环停止条件联立两式解方程写结果

 例题分析

 例一:

i = n*n; whlie(i != 1) i = i/2;

第一步:列出循环趟数t及每轮循环i的变化值:

t0123in^{2}\frac{n^2}{2}\frac{n^2}{4}\frac{n^2}{8}

第二步:找到t与i的关系:

 i=\frac{n^{2}}{2^{t}}

第三步:确定循环停止条件:

i = 1

第四步:联立第二步第三步两式解方程:

\frac{n^{2}}{2^{t}} = 1 \quad\quad n^2 = 2^t \quad\quad t = \log_2n^2

t = \log_2n^2 = 2\log_2n

所以得到时间复杂度为:

T = O(\log_2n)

例二:

x = 0; while (n>=(x+1)*(x+1)) x = x+1;

第一步:列出循环趟数t及每轮循环x的变化值:

t01234x01234

第二步:找到t与x的关系:

 t = x

第三步:确定循环停止条件:

n = (x+1)^2

第四步:联立第二步第三步两式解方程:

(t +1)^2 = n

t = \sqrt[]{n}-1

所以得到时间复杂度为:

T=O(\sqrt[]{n})

 例三:

int i = 1; while (i


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