什么是时间复杂性以及如何找到它?

我已经阅读了这么多资源,仍然坚持理解时间复杂性。 我读过的资源基于各种公式,我知道O(n)用于表示时间复杂度,但我不知道如何。 请有人以一种可以理解的明确方式向我解释这个原则。

参考: 如何计算时间复杂度算法

我找到了一篇关于如何计算任何算法或程序的时间复杂度的好文章

计算时间复杂度的最常用指标是Big O表示法。 这消除了所有常数因子,因此当N接近无穷大时,可以相对于N估计运行时间。 一般来说,你可以这样想:

 statement; 

是不变的。 语句的运行时间不会相对于N发生变化。

 for ( i = 0; i < N; i++ ) statement; 

是线性的。 循环的运行时间与N成正比。当N加倍时,运行时间也是如此。

 for ( i = 0; i < N; i++ ) { for ( j = 0; j < N; j++ ) statement; } 

是二次的。 两个循环的运行时间与N的平方成正比。当N加倍时,运行时间增加N * N.

 while ( low <= high ) { mid = ( low + high ) / 2; if ( target < list[mid] ) high = mid - 1; else if ( target > list[mid] ) low = mid + 1; else break; } 

是对数的。 算法的运行时间与N可以除以2的次数成比例。这是因为算法将工作区域与每次迭代分成两半。

 void quicksort ( int list[], int left, int right ) { int pivot = partition ( list, left, right ); quicksort ( list, left, pivot - 1 ); quicksort ( list, pivot + 1, right ); } 

N * log(N)。 运行时间由对数的N个循环(迭代或递归)组成,因此算法是线性和对数的组合。

一般来说,对一个维度中的每个项目执行某些操作是线性的,对二维中的每个项目执行某些操作是二次的,将工作区域分成两半是对数的。 还有其他Big O指标,如立方,指数和平方根,但它们并不常见。 Big O表示法被描述为O(),其中是度量。 快速排序算法将被描述为O(N * log(N))。

请注意,这些都没有考虑最佳,平均和最差情况的措施。 每个都有自己的Big O表示法。 另请注意,这是一个非常简单的解释。 大O是最常见的,但它也更复杂,我已经展示过。 还有其他符号,如大欧米茄,小o和大theta。 您可能不会在算法分析课程之外遇到它们。 ;)

编辑:

现在的问题是log n如何进入等式:

  1. 对于每个步骤,您将在第一个和第二个半部分递归调用算法。
  2. 因此 - 所需的步骤总数是,如果每个步骤将问题排除2,则从n到1所需的次数。

等式是:n / 2 ^ k = 1.由于2 ^ logn = n,我们得到k = logn。 因此算法所需的迭代次数是O(logn),这将使算法O(nlogn)

此外, 大O表示法使我们易于计算 - 平台无关近似算法将如何渐近地(在无穷大处)表现,这可以将算法的“族”划分为其复杂性的子集,并让我们在它们之间轻松比较。

您还可以查看此问题以获取更多信息: 使用递归方程的程序的时间复杂度

您还应该阅读有关Amortized Analysis以充分理解时间复杂性的概念。 通过考虑所有操作,分摊分析用于具有算法性能的最坏情况界限。

维基百科文章的链接如下,

http://en.wikipedia.org/wiki/Amortized_analysis