【python】算法引入及算法特性和时间复杂度

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需求:如果a+b+c=1000,且 a^2+b^2=c^2(a,b,c为自然数),如何求出所有a、b、c可能的组合?
步骤:
第一步:分析需求
找到以上所有满足两个条件的abc的组合
第二步:设计算法
尝试abc的所有组合,判断当前的组合是否满足以上2个条件,如果满足就输出,否则尝试下一个组合
第三步:代码实现

import time
start=time.time()
for a in range(1001):
     for b in range(1001):
         for c in range(1001):
             if a+b+c==1000 and a**2+b**2==c**2:
                 print(f'组合{a}{b}{c}满足条件')
end=time.time()
print(f'用时:{end-start}')

第四步:验证结果
程序运行时间太久了,
算法的特性:
输入项:算法至少有0个或者多个输入
输出项:算法至少有1个输出
有穷性:算法必须能在有限个步骤之后终止,并且需要在可接受的时间范围内
确切行:算法的每一步必须有确切的定义
可行性:算法的每一步都是可行的

上一个程序运行时间太久了,需要优化
优化代码如下:


import time
start=time.time()
for a in range(1001):      		运行1000for b in range(1001):  		运行1000次
        c=1000-a-b
        if a**2+b**2==c**2:
            print(f'组合{a}{b}{c}满足条件')

end=time.time()
print(f'用时:{end-start}')

运行结果相比第一个程序速度快了很多

程序运行的时间不一样,但是运行的步骤都一样(在任何电脑上执行代码,代码的执行顺序是不会改变的)
程序运行的次数称为时间频度T,针对代码对程序进行步骤划分
1000:表示循环执行1000次
细分: T=1000*1000*8 8:表示程序执行的步骤次数(运算操作、赋值操作、比较操作、打印操作,共8步)
粗分: T=1000*1000*3 3:表示程序执行的步骤次数(第5行代码到第7行代码,共3步)

如果说把问题的数据规模设置为n,时间频度 T=n*n*3 ——> T=3*n^2
当n为无穷大时,时间复杂度的式子中,谁的值最大,那么时间复杂度就是谁
所以T=3*n^2的时间复杂度为 O(n^2)

需要理解的概念
时间频度:一个算法中的语句执行次数称为语句频度或者时间频度,记为T(n)
时间复杂度:随着问题的数据规模的增长,算法的时间频度的增长趋势,记作O(F(n)),F(n)是T(n)的渐进函数

有关python中详细时间复杂度规则请继续关注本博客,每天都在更新

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