时间复杂度和空间复杂度计算

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目录

1.什么是时间复杂度和空间复杂度

1.1 时间复杂度

1.2 空间复杂度

2. 如何计算时间复杂度和空间复杂度

2.1 使用大O阶方法

2.2 计算一些常用算法的时间复杂度

2.3 计算一些常用算法的空间复杂度 

3.对复杂度有要求的算法练习题


1.什么是时间复杂度和空间复杂度

在说这两个复杂度之前我们先要明白什么叫算法的效率

算法效率分为两种:时间效率 和 空间效率

1)时间效率被称为时间复杂度,它主要是衡量一个算法的运行速度

2)空间效率被称为空间复杂度,它主要是衡量一个算法所需要的额外空间

1.1 时间复杂度

一个算法所花费的时间与其中语句的执行次数成正比例,
算法中的基本操作的执行次数,为算法的时间复杂度。

1.2 空间复杂度

空间复杂度是对一个算法在运行过程中
临时占用存储空间大小的量度
。空间复杂度不是程序占用 了多少bytes
的空间,因为这个也没太大意义,所以空间复杂度算的是变量的个数。

2. 如何计算时间复杂度和空间复杂度

2.1 使用大O阶方法

 在实际中计算时间复杂度时,并不一定要计算精确的执行次数,而只需要
大概执行次数,所以我们使用大O的渐进表示法。
大O符号:是用于描述函数渐进行为的数学符号。
推导大O阶方法:
1
、用
常数1取代
运行时间中的
所有加法常数。
2
、在修改后的运行次数函数中,只
保留最高阶项
3
、如果最高阶项存在且不是
1
,则
去除与这个项目相乘的常数
。得到的结果就是大
O
阶。

2.2 计算一些常用算法的时间复杂度

根据上面的大O阶方法,计算一下Func1基本操作执行了多少次

时间复杂度和空间复杂度计算时间复杂度和空间复杂度计算

 下面可以看下这些练习题,分析练习使用大O的渐进表示法

练习1,计算Func2的时间复杂度

时间复杂度和空间复杂度计算时间复杂度和空间复杂度计算

 练习2,计算Func3的时间复杂度

 时间复杂度和空间复杂度计算时间复杂度和空间复杂度计算

 练习3,计算Func4的时间复杂度

时间复杂度和空间复杂度计算

练习4,计算strchar的时间复杂度

 时间复杂度和空间复杂度计算时间复杂度和空间复杂度计算

 练习5,计算Bubblesort的时间复杂度

时间复杂度和空间复杂度计算时间复杂度和空间复杂度计算

 练习6,计算Binarysearch的时间复杂度

 时间复杂度和空间复杂度计算

 时间复杂度和空间复杂度计算时间复杂度和空间复杂度计算

 练习7,计算Factorial的时间复杂度

 时间复杂度和空间复杂度计算

 时间复杂度和空间复杂度计算

练习8,计算斐波那契递归fibonacci的时间复杂度

时间复杂度和空间复杂度计算

时间复杂度和空间复杂度计算 

所以递归的时间复杂度 =  递归的次数 * 每次递归执行的次数 

 常见的时间复杂度

O(N)   O(N^2)   O(logN)   O(1)

2.3 计算一些常用算法的空间复杂度 

空间复杂度是对一个算法在运行过程中
临时占用存储空间大小的量度,计算的是变量个数
时间是累计的,空间是不累计的
循环走了几次,重复利用的是一个空间

下面看几个例题

练习1,计算Bubblesort的空间复杂度

 时间复杂度和空间复杂度计算

 练习2,计算Fibonacci的空间复杂度

时间复杂度和空间复杂度计算

练习3,计算Factorial的空间复杂度

时间复杂度和空间复杂度计算

3.对复杂度有要求的算法练习题

在有些算法练习题中,会对复杂度有一些要求,所以在我们做题时就要,注意算法的设计

下面看一下力扣中的两个题

1.链接 面试题 17.04. 消失的数字 – 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com) 

时间复杂度和空间复杂度计算时间复杂度和空间复杂度计算

int missingNumber(int* nums, int numsSize){
    int x=0;
    //跟数组中的值异或
    for(int i=0;i<numsSize;++i)
    {
        x^=nums[i];
    }
    //再跟[0,N]之间数字异或
    for(int j=0;j<numsSize+1;++j)
    {
        x^=j;
    }
    return x;
}

 2.链接   189. 轮转数组 – 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)

时间复杂度和空间复杂度计算 时间复杂度和空间复杂度计算

void Reverse(int* nums, int left, int right){
    while(left<right)
    {
        int tmp=nums[left];
        nums[left]=nums[right];
        nums[right]=tmp;
        ++left;
        --right;
    }
}
void rotate(int* nums, int numsSize, int k){
    if(k>=numsSize)
    {
        k%=numsSize;
    }
    Reverse(nums, numsSize-k, numsSize-1);
    Reverse(nums, 0, numsSize-k-1);
    Reverse(nums, 0, numsSize-1);

}

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