运行时间的对数

前言:在进行算法分析时,时间复杂度有O(n),O(n2),O(n3)对所有输入元素进行O(1)操作,利用两层循环进行O(1)操作,等。这些时间复杂度可以直观理解,然而遇到O(log(n))和O(nlog(n))时便有些摸不着头脑,为此《数据结构与算法分析》专门举了三个例子来说明。由于欧几里得运算,没怎么看懂而且不是很重要就不写了。


例一、二分查找

运行时间的对数

描述:给定一个整数X和整数A0,A1,。。。,An-1,后者已经预先排序并在内存中,求使得Ai=X的下标i,如果X不在数据中,则返回i=-1.

分析:如果一个算法利用常数时间O(1)将问题缩减为一部分(通常为1/2),那么该算法就是O(log(n))。另一方面,如果该算法只是减少了一个常数,那么就是O(n)。本算法对照上述法则,high-low=N-1 变为 high-low= -1,循环内部每一次花费O(1)且high-low减小一半。


例二、幂运算
运行时间的对数

描述:对X的N次方进行运算。

分析:最为简单的算法是,进行X的N-1次自乘,则时间复杂度为O(n)。高效率的算法则是运用两个数学等式,X的n次方=X的1/2 n次方×X的1/2 n次方(n为偶数),X的n次方=X×X的(n-1)/2次方×X的(n-1)/2次方。


结语:对于时间复杂度为O(log(n))可以认为利用常数时间操作O(1)将原始问题缩小为几分之一。而对于O(nlog(n))就是将问题分为几个部分分别解决然后将结果综合起来。