算法分析
算法的渐近分析是指定义其运行时性能的数学边界/框架。使用渐近分析,我们可以很好地得出算法的最佳情况,平均情况和最坏情况。
渐近分析是输入界限,即,如果算法没有输入,则结论是在恒定时间内工作。除了“输入”之外,所有其他因素都被认为是不变的。
渐近分析是指以数学计算单位计算任何操作的运行时间。例如,一个操作的运行时间计算为 f (n),并且可以用于另一个操作,其计算为 g (n 2)。这意味着第一操作运行时间将随着 n 的增加而线性增加,并且当 n 增加时第二操作的运行时间将指数地增加。类似地,如果 n 非常小,则两个操作的运行时间几乎相同。
通常,算法所需的时间分为三种类型 -
- 最佳案例 - 程序执行所需的最短时间。
- 平均情况 - 程序执行所需的平均时间。
- 最坏情况 - 程序执行所需的 最 长时间。
渐近符号
以下是计算算法运行时间复杂度的常用渐近符号。
- Ο符号
- Ω表示法
- θ表示法
大哦符号,Ο
符号Ο(n)是表示算法运行时间上限的正式方式。它测量最坏情况下的时间复杂度或算法可能需要完成的最长时间。
例如,对于函数 f (n)
Ο( _f_ (n)) = { _g_ (n) : there exists c > 0 and n0 such that _f_ (n) ≤ c. _g_ (n) for all n > n0. }
Omega表示法,Ω
符号Ω(n)是表示算法运行时间下限的正式方式。它测量最佳案例时间复杂度或算法可能需要完成的最佳时间量。
例如,对于函数 f (n)
Ω( _f_ (n)) ≥ { _g_ (n) : there exists c > 0 and n0 such that _g_ (n) ≤ c. _f_ (n) for all n > n0. }
Theta Notation,θ
符号θ(n)是表示算法运行时间的下限和上限的形式方式。它表示如下 -
θ( _f_ (n)) = { _g_ (n) if and only if _g_ (n) = Ο( _f_ (n)) and _g_ (n) = Ω( _f_ (n)) for all n > n0. }
常见的渐近符号
以下列出了一些常见的渐近符号
不变 | \- | Ο(1) |
对数的 | \- | Ο(log n) |
线性 | \- | Ο(n)的 |
n log n | \- | Ο(n log n) |
二次 | \- | Ο(n 2) |
立方体 | \- | Ο(n 3) |
多项式 | \- | n (1) |
指数 | \- | 2 Ο(n)的 |