使用Big的数量级

这个问题在这里已经有了答案:

  • 大O,你如何计算/估计它? 22个答案

  • 这些符号(大O,大Omega,theta)简单地说,当事情变得越来越大时,算法如何渐近“困难”(或复杂)。

    对于大O,有两个函数:f(x)和g(x),其中f(x)= O(g(x)),那么你可以说你能找到一个x,g(x)将是总是大于f(x)。 这就是为什么定义包含“渐近”的原因,因为这两个函数可能在开始时有任何运行(例如对于少数第一个x,f(x)> g(x)),但是从单个点开始,g(x)将始终得到优越(g(x)> = f(x))。 所以你从长远来看对行为感兴趣(而不是只针对小数字)。 有时候,大O符号被命名为上限,因为它描述了最糟糕的情况(这个函数永远不会渐近地变得更加困难)。

    这是“数学”部分。 在练习时,你通常会问:算法需要处理多少次? 将完成多少操作?

    对于简单的循环,很容易,因为随着N的增长,算法的复杂度将线性增长(如简单的线性函数),因此复杂度为O(N)。 对于N = 10,您将不得不做10次操作,对于N = 100 => 100操作,对于N = 1000 => 1000次操作...因此,增长是真正的线性。

    我将提供另外几个例子:

    for (int i = 0; i < N; i++) {
       if (i == randomNumber()) {
          // do something...
       }
    }
    

    在这里,复杂度似乎会降低,因为我向循环添加了条件,所以我们有可能“做某事”操作的次数会更少。 但是我们不知道条件会通过多少次,每次都会发生,所以使用big-O(最坏的情况)我们需要说复杂度是O(N)。

    另一个例子:

    for (int i = 0; i < N; i++) {
       for (int i = 0; i < N; i++) {
           // do something
       }
    }
    

    在这里,随着N越来越大,运营的数量将会更快增长。 N = 10意味着您必须执行10x10次操作,其中N = 100 => 100x100操作,并且N = 1000 => 1000x1000操作。 你可以看到增长不再是线性的,它是N×N,所以我们有O(N×N)。

    对于最后一个例子,我将使用全二叉树的想法。 希望你知道二叉树是什么。 所以,如果你有简单的引用,并且你想将它遍历到最左边的叶子(从上到下),那么如果树有N个节点,你需要做多少操作? 该算法将类似于:

    Node actual = root;
    while(actual.left != null) {
       actual = actual.left
    }
    // in actual we have left-most leaf
    

    你需要做多少次操作(循环将执行多长时间)? 那么取决于树的深度,对吧? 以及完整二叉树的深度如何定义? 它就像log(N) - 对数的基数= 2.所以在这里,复杂度将是O(log(N)) - 通常我们不关心对数的基数,我们关心的是函数(线性,二次,对数...)


    你的例子是订单

    上)

    其中N=number of elements ,并且因此对每个N=number of elements执行可比较的计算

    for (int i=0; i < N; i++) {
        // some process performed N times
    }
    

    大O符号可能比你想象的容易; 在所有的日常代码中,你会发现循环中的O(N),列表迭代,搜索以及任何其他每个集合中都有效的进程。 它是第一次不熟悉的抽象,O(N)意为“某个工作单位”,重复N次。 这个“东西”可以是一个递增的计数器,就像在你的例子中那样,或者它可以是冗长且耗费资源的计算。 算法设计中的大部分时间“大O”或复杂度比工作单位更重要,这与N变大时特别相关。 “限制”或“渐近”的描述在数学上意义重大,这意味着一个较小复杂度的算法总是会击败一个更大的算法,无论工作单元有多大,假设N足够大或“随着N的增长”

    另一个例子,了解一般的想法

    for (int i=0; i < N; i++) {
       for (int j=0; j < N; j++) {
        // process here NxN times
       }
    }
    

    这里的复杂性是

    O(N2)

    例如,如果N = 10,那么第二个“算法”将比第一个长10倍,因为10x10 = 100(=十倍大)。 如果你考虑一下N等于什么​​时候会发生什么,比如说一百万或者十亿,那么你应该能够计算出它会花费更长的时间。 所以,如果你可以找到一种方式去做O(N)中的超级计算机在O(N2)中做的事情,那么你应该可以用旧的x386,怀表或其他旧工具来击败它

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