算法的时间复杂度

度量一个程序(算法)执行时间的两种方法:

  1. 事后统计的方法
    这种方法可行, 但是有两个问题:一是要想对设计的算法的运行性能进行评测,需要实际运行该程序;二是所 得时间的统计量依赖于计算机的硬件、软件等环境因素, 这种方式,要在同一台计算机的相同状态下运行,才能比较那个算法速度更快。

  2. 事前估算的方法
    通过分析某个算法的时间复杂度来判断哪个算法更优.。

时间频度:

时间频度:一个算法花费的时间与算法中语句的执行次数成正比例,哪个算法中语句执行次数多,它花费时间就越多。一个算法中的语句执行次数称为语句频度或时间频度。记为 T(n)。
算法的时间复杂度

时间复杂度:

  1. 有某个辅助函数 f(n),使得当 n 趋近于无穷大时,T(n) / f(n) 的极限值为不等于零的常数,则称 f(n)是T(n)的同数量级函数。 记作 T(n)=O(f(n)),称O(f(n)) 为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度。

  2. T(n) 不同,但时间复杂度可能相同。 如:T(n)=n²+7n+6 、T(n)=3n²+2n+2 它们的 T(n) 不同,但时间复杂 度相同,都为 O(n²)。

  3. 计算时间复杂度的方法:

  4. 算法的时间复杂度

常见的时间复杂度:

算法的时间复杂度
说明

  1. 常见的算法时间复杂度由小到大依次为:Ο(1)<Ο(log2n)<Ο(n)Ο(nlog2n)<Ο(n2)<Ο(n3)< Ο(nk) <Ο(2n) ,随着问题规模 n 的不断大,上述时间复杂度不断增大,算法的执行效率越低
  2. 从图中可见,我们应该尽可能避免使用指数阶的算法

平均时间复杂度和最坏时间复杂度 :

  1. 平均时间复杂度是指所有可能的输入实例均以等概率出现的情况下,该算法的运行时间。
  2. 最坏情况下的时间复杂度称最坏时间复杂度。一般讨论的时间复杂度均是最坏情况下的时间复杂度。这样做的原因是:最坏情况下的时间复杂度是算法在任何输入实例上运行时间的界限,这就保证了算法的运行时间不会 比最坏情况更长