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算法分析 方法简介

算法分析方法讲解

算法分析中常常看到形如T(n) = O( f(n) )的表达式,下面做简单说明:

 

表达形式:

1.如果存在正 常数c和n 使得 当 N≥n时 T(N)≤  cf(N), z则记为T(N) = O( f(N)).  (大O记法。  例如O(N2) 读作大O N平方)

2.如果存在正 常数c和n 使得 当 N≥n时 T(N) <  cf(N), z则记为T(N) = o( f(N)).

3.如果存在正 常数c和n 使得 当 N≥n时 T(N) ≥ cg(N), z则记为T(N) = Ω(g(N) ).

4.T(N) = Θ( g(N) ) 当且仅当 T(N) = O( g(N) )和T(N) = Ω(g(N) ).

 

意义:

上面4中表达式用于说明算法对资源(时间或空间)消耗的相对增长率。

例T(N) = O( f(N) ) 我们说 T(N) 的增长率小于等于f(N), f(N)为T(N)的上界,同时意味着T(N)为f(N)的下界。

 

注意:

1.在算法分析时应选择最好的答案。如 g(N)=2N2,那么g(N)=O(N4), g(N)=O(N3), g(N)=O(N2)均成立,但是应选择最好的答案 g(N)=O(N2).

2.算法分析中去掉常数和低阶项,在此过程中精度要求较低

如T(N)=O(2N2) T(N)=O(N2+N) 记为T(N)=O(N2)

3.几种常用函数 增长率表格

函数
 名称
 
C
 常数
 
logN
 对数
 
Log2N
 对数平方
 
N
 线型
 
NlogN
 
 
N2
 二次
 
N3
 三次
 
2N
 指数
 

 

另外在计算 f(n)与g(n)相对增长率时也常常使用 洛必达法则

LimN→∞f(N)/g(N) 

极限为0,则  f(N) = o( g(N) )

极限为c != 0,则 f(N) = Θ( g(N) )

极限为∞,则   g(N) = o( f(N) )

极限摆动:不确定 

 

4.平均情形性能常常反映典型的结果,而最坏情形的性能 代表 对任意输入在性能上的一种保证。

一般说来,无特别说明,算法性能以最坏情况的运行时间表示。(原因之一 它对所有输入提供了一个界限,包括特别坏的输入,而平均情况下部提供这样的界)

 

补充:综合编程 , 其他综合 ,
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