【2009年真题单选第一题】
【2014年真题单选第一题】
count = 0;
for(k = 1; k <= n; k *= 2)
for(j = 1; j <= n; j++)
count++;
A. O ( log 2 n ) O\left( \log _2n \right) O(log2n)
B. O ( n ) O\left( n \right) O(n)
C. O ( n log 2 n ) O\left(n\log _2n \right) O(nlog2n)
D. O ( n 2 ) O\left( n^2 \right) O(n2)
【2017年真题单选第一题】
int func(int n)
{
int i = 0, sum = 0;
while(sum < n) sum += ++i;
return i;
}
A. O ( log n ) O\left( \log n \right) O(logn)
B. O ( n 1 / 2 ) O\left( n^{1/2} \right) O(n1/2)
C. O ( n ) O\left(n \right) O(n)
D. O ( n log n ) O\left( n\log n \right) O(nlogn)
【2019年真题单选第一题】
x=0;
while(n >= (x + 1) * (x + 1))
x = x + 1;
A. O ( log n ) O\left( \log n \right) O(logn)
B. O ( n 1 / 2 ) O\left( n^{1/2} \right) O(n1/2)
C. O ( n ) O\left(n \right) O(n)
D. O ( n 2 ) O\left( n^2 \right) O(n2)
以及综合应用题也要求说明设计的算法的时间复杂度,或者空间复杂度。
本节分为两小节讲解。
两者对比:
C语言实现:
int Array[6]={ l,2,3,4,5,6};//定义数组并初始化
printf ("%d\n", Array[3])//随机访问第4个元素
C语言实现:
Typdef struct Lnode
{
ElemType data;
struct Lnode *next;
}Lnode,*LinkList;
Lnode *L;
L = (LinkList)malloc(sizeof(Lnode));
A -> next = B; B -> next = C
优点:
缺点:
优点:
缺点:
表示随着问题规模n的增大,算法执行时间的增长率和f(n)的增长率相同。
最高阶数越小,说明算法的时间性能越好。
常见的时间复杂度量级:
int sum = 0; //执行一次
sum = n *(n+1)/2; //执行一次
printf("%d", sum); //执行一次
算法的执行次数等于3。
时间复杂度为 T ( n ) = O ( 1 ) T(n)=O(1) T(n)=O(1)
表示不会随n的增长而增长。
并没有循环,程序只执行了一次。
执行次数是固定的。
不存在O(2)、O(3)等等。
【2011年计算机联考真题】
int x = 2;
while(x < n / 2)
x = 2 * x;
执行频率最高的语句为“x=2*x”。
设该语句共执行了t次,则 2 t + 1 < n / 2 2^{t+1}
时间复杂度 T ( n ) = O ( l o g 2 n ) T(n)=O(log_2n) T(n)=O(log2n)
x的值为2、4、8、16……,即2的幂次增长。
运行t次,x为 2 t + 1 2^{t+1} 2t+1要 < n / 2<n/2 ,两边同时取对数。
得到t。
int sum = 0, i = 1;
while(i < n)
{
sum = sum + i;
i++;
}
printf("%d",sum);
执行频率最高的语句是while循环体中的代码。
一共执行n-1次。
时间复杂度 T ( n ) = O ( n ) T(n)=O(n) T(n)=O(n)
int i, x = 2;
for(i = 0; i < n; i++)
{
x = 0;
while(x < n / 2)
x = 2 * x;
}
执行频率最高的语句为“x=2*x”。
设该语句内层循环执行了 l o g 2 n 次 log_2n次 log2n次,外层执行了n次,因此总计执行次数为 n l o g 2 n nlog_2n nlog2n次。
时间复杂度 T ( n ) = O ( n l o g 2 n ) T(n)=O(nlog_2n) T(n)=O(nlog2n)
int i, j;
for(i = 0; i < n; i++)
{
for(j = 0; j < m; j++)
sum = sum + 1;
}
对于外层循环,相当于内部时间复杂度为O(m)的语句再循环n次。
所以时间复杂度 T ( n ) = O ( m × n ) T(n)=O(m×n) T(n)=O(m×n)
如果m=n,则时间复杂度 T ( n ) = O ( n 2 ) T(n)=O(n^2) T(n)=O(n2)
时间复杂度的乘法规则
int sum1 = 0, sum2 = 0, i, j;
for(i = 0; i < n; i++)
sum1 = sum1 + i;
for(j = 0; j < m; j++)
sum2 = sum2 + j;
printf("%d, %d", sum1, sum2);
}
两个循环没有嵌套,串行执行。
所以时间复杂度 T ( n ) = O ( n ) + O ( m ) T(n)=O(n)+O(m) T(n)=O(n)+O(m)
取最大的,即时间复杂度 T ( n ) = m a x ( O ( n ) , O ( m ) ) T(n)=max(O(n),O(m)) T(n)=max(O(n),O(m))
时间复杂度的加法规则
如果一个算法的执行次数为 3 n 3 + 5 n 3n^3+5n 3n3+5n,那么该算法的时间复杂度为多少?
答案是 O ( n 3 ) O(n^3) O(n3)
空间复杂度S(n)指算法运行过程中所使用的辅助空间的大小。
记为:
S ( n ) = O ( f ( n ) ) S(n)=O(f(n)) S(n)=O(f(n))
除了需要存储算法本身的指令、常数、变量和输入数据外,还需要存储对数据操作的存储单元。
若输入数据所占空间只取决于问题本身,和算法无关,这样只需分析该算法在实现时所需的辅助单元即可。
算法原地工作是指算法所需的辅助空间是常量,即 O ( 1 ) O(1) O(1)。
空间复杂度 O ( 1 ) O(1) O(1)
例如,n个元素数组排序,不使用额外的空间(随着n的增长而增长的空间),空间复杂度就是 O ( 1 ) O(1) O(1)。
顺序存储优缺点:
优点:
缺点:
链式存储优缺点:
优点:
缺点:
表示随着问题规模n的增大,算法执行时间的增长率和f(n)的增长率相同。
最高阶数越小,说明算法的时间性能越好。
空间复杂度S(n)指算法运行过程中所使用的辅助空间的大小。
记为:
S ( n ) = O ( f ( n ) ) S(n)=O(f(n)) S(n)=O(f(n))
除了需要存储算法本身的指令、常数、变量和输入数据外,还需要存储对数据操作的存储单元。
若输入数据所占空间只取决于问题本身,和算法无关,这样只需分析该算法在实现时所需的辅助单元即可。
算法原地工作是指算法所需的辅助空间是常量,即 O ( 1 ) O(1) O(1)。
空间复杂度 O ( 1 ) O(1) O(1)
例如,n个元素数组排序,不使用额外的空间(随着n的增长而增长的空间),空间复杂度就是 O ( 1 ) O(1) O(1)。