全面解读其常见算法 常见算法的时间空间复杂度( 二 )

对于「条件判断语句」,总的时间复杂度等于其中 时间复杂度最大的路径 的时间复杂度 。当n >= 0分支的复杂度最大,即总复杂度为O(n^2)
deffun(n):ifn>=0:#第1部分复杂度为O(n^2)count=0foriinrange(n):forjinrange(n):count+=1else:#第2部分复杂度为O(n)foriinrange(n):count+=2returncount
如何计算空间复杂度我们在写代码时,完全可以用空间来换取时间,比如字典树,哈希等都是这个原理 。算法在运行过程中临时占用的存储空间随算法的不同而异 , 有的算法只需要占用少量的临时工作单元,而且「不随问题规模的大小而改变」,我们称这种算法是“就地”进行的,是节省存储的算法 , 空间复杂度为O(1),注意这并不是说仅仅定义一个临时变量;有的算法需要占用的临时工作单元数与解决问题的规模n有关,它随着n的增大而增大,当n较大时 , 将占用较多的存储单元,例如将快速排序和归并排序算法就属于这种情况 。
如果算法执行所需要的临时空间不随着某个变量n的大小而变化,即此算法空间复杂度为一个常量,可表示为 O(1) 。如下代码中的 i、j、t 所分配的空间都不随着处理数据量变化,因此它的空间复杂度为O(1) 。
i=0j=1t=i+j这段代码中,第一行定义了一个列表,这个列表的长度随着n的规模不同,会不一样,这里空间复杂度为O(n) 。
deffun(n):temp=[]foriinrange(n):temp.append(i)对于一个算法,其时间复杂度和空间复杂度往往是相互影响的 。当追求一个较好的时间复杂度时,可能会使空间复杂度的性能变差,即可能导致占用较多的存储空间;反之,追求一个较好的空间复杂度时,可能会使时间复杂度的性能变差 , 即可能导致占用较长的运行时间 。另外,算法的所有性能之间都存在着或多或少的相互影响 。因此,当设计一个算法(特别是大型算法)时,要综合考虑算法的各项性能 , 算法的使用频率,算法处理的数据量的大小,算法描述语言的特性,算法运行的机器系统环境等各方面因素 , 才能够设计出比较好的算法 。
常见数据结构与算法的时间、空间复杂度总结数据结构堆图排序算法搜索算法Master Theorem解决递归复杂度求解Master Theorem提供了用大O符号表示许多由分治法得到的递推关系式的方法 。其基本形式如下,
其中表示问题规模,为递推的子问题数量,为每个子问题的规模(假设每个子问题的规模基本一样),为递推以外进行的计算工作 。
具体怎么用呢,当我们根据分析 , 得到算法T(n)的表达式后,则根据以下步骤确定最终的时间复杂度:

  • 根据T(n),分别确定, 和;
  • 决定;
  • 比较和;
  • 匹配到以下三种情况 , 得到最终复杂度 。
我们可以分三种情况进行讨论:
当运行时间主要由leaves决定如果存在常数,有,则 。
举例:
  • , , ;
  • ;
  • ;
  • 匹配到运行时间主要由leaves决定 , 得到
当运行时间均匀分布在整个树中如果存在常数,有,则 。
举例:
  • , , ;
  • ;
  • ;
  • 匹配到运行时间均匀分布在整个树中 , 得到
当运行时间主要由root决定如果存在常数,有,同时存在以及充分大的,满足,则 。
举例:
  • , , ;
  • ;
  • ;
  • 匹配到运行时间主要由root决定,检查条件,发现存在,满足,即,得到

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