C语言中关于时间复杂度的示例分析
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摘要: 一、时间复杂度1.什么是时间复杂度?空间效率,时间效率(较为关注)时间复杂度:算法中的操作执行次数,为算法的时间复杂度。(不是具体时间,而是执行次数)2.如何计算?时间复杂度(1)是一个估算,看表达式中影响大的那一项,如N*N+2N+10中,N*N对整个式子影响最大,故其时间复杂度为N*N,用大O的渐近表示法O(N*N)。(2)去掉时间表达式中的常数项乘积,例如... ...
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(为您整理了一些要点),点击可以直达。一、时间复杂度
1.什么是时间复杂度?
空间效率,时间效率(较为关注)
时间复杂度:算法中的操作执行次数,为算法的时间复杂度。(不是具体时间,而是执行次数)
2.如何计算?
时间复杂度
(1)是一个估算,看表达式中影响大的那一项,如N*N+2N+10中,N*N对整个式子影响最大,故其时间复杂度为N*N,用大O的渐近表示法O(N*N)。
(2)去掉时间表达式中的常数项乘积,例如,得到一个准确的时间表达式为2N+10,则估算得到的时间复杂度为O(N)
(3)对于多个未知数时,例如时间表达式为N+M,假设M,N差不多大,则O(M)或O(N);假设M远大于N,则O(M)。
(4)用常数1去替代所有确定的常数,如准确的时间表达式为100,O(1).
(5)未知数和常数,滤去常数。
(6)另外有些算法分为最好,最坏,平均这三种情况。当算法存在这三种情况时,选最坏的时间复杂度,例如假设字符串长度为N,“sdsfrsgtr...”,遍历字符串,求S的时间复杂度,最好O(1),最坏O(N),平均O(N/2)。
A. 在冒泡排序中,
第一趟冒泡:N
第二趟冒泡:N-1
第三趟冒泡:N-2
第N趟冒泡:1
为等差数列,准确次数为: N*(N+1)/2
故冒泡排序时间复杂度为O(N*N)
B. 在二分查找/折半查找中:
假设二分了X次,有1*2*2....*2=N,2^X=N, X=(log2) N
算法的复杂度计算中,喜欢省略成logN,因为不好写底数,但是写成lg N,是错的。
C. 在某些阶乘的运算中求时间复杂度:
longlongFactorial(size_tN){returnN<2?N:Factorial(N-1)*N;}
如Factorial(10),则返回factorial(9)*10,在返回到factorial(9)*8.....以此类推返回到
factorial(1)*2返回到1.(实际是10!)递归了N次,故时间复杂度为O(N)。(特别注意:结返回结果是N!,但是操作的次数是递归了N次,所以时间复杂度为O(N))
3.常见的时间复杂度:
二、空间复杂度
1.什么是空间复杂度?
空间复杂度是算法运行过程中临时占用存储空间大小的量度,不在意其具体占了多少比特的大小,而是计算变量的个数。
2.如何计算?
对照时间复杂度的计算方法。注意:时间是累积的,空间是不累计的,空间可以销毁。
例题1:消失的数字
思路1:排序 0 1 2 3 4 5 6 7 9 一次比较,若下一个数与上一个数只差为1,则掠过,若下一个数比上一个数>1,则找到,但时间复杂度不符合。
思路2:把0到N加到一起,结果ret1,再把数组中的数加到一起ret2,ret1-ret2就是要找的数。
思路3:异或:相同为0,相异为1。将数组中的数与0-N数互相异或,最后剩下的那个数字就是缺的那个数。
intmissingNumber(int*nums,intnumsSize){intx=0;//先和数组的数进行异或for(inti=0;i<numsSize;++i){x^=nums[i];}//在和0-N的数进行异或for(intj=0;j<numsSize+1;++j){x^=j;}returnx;}
要注意0-N数异或时,注意j<numsSize+1,它比原数组中元素个数多1。
例题2:旋转数组
思路1:保存最后一个数,将其挪到前面来。k次
voidrotate(int*nums,intnumsSize,intk){for(inti=0;i<k;++i){inttmp=nums[numsSize-1];for(intend=numsSize-2;end>=0;--end){nums[end+1]=nums[end];}nums[0]=tmp;}}
但此时时间复杂度为O(N*K),跑不过~
思路2:以空间换时间,尝试着多消耗一点空间,一次换成。将后K个保存,移到前面来,直接得到。时间复杂度为O(N),空间复杂度为O(N)
思路3:后K个逆置,前K个逆置,整体逆置(这个实在是太牛了!!)
c代码为:
//逆置voidReverse(int*nums,intleft,intright){while(left<right){inttmp=nums[left];nums[left]=nums[right];nums[right]=tmp;++left;--right;}}voidrotate(int*nums,intnumsSize,intk){//控制好下标,后N-K个Reverse(nums,numsSize-k,numsSize-1);Reverse(nums,0,numsSize-k-1);Reverse(nums,0,numsSize-1);}
注意结果可能出错:
此时需要注意K是否大于N,当K>N时需要取模:k%=numsSize
添加:if(K>numsSize){ K%numsSize;}
//逆置voidReverse(int*nums,intleft,intright){while(left<right){inttmp=nums[left];nums[left]=nums[right];nums[right]=tmp;++left;--right;}}voidrotate(int*nums,intnumsSize,intk){if(k>numsSize){k%=numsSize;}//控制好下标,后N-K个Reverse(nums,numsSize-k,numsSize-1);Reverse(nums,0,numsSize-k-1);Reverse(nums,0,numsSize-1);}
在力扣上运行得到:
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