算法初级01——认识时间复杂度、对数器、 master公式计算时间复杂度、小和问题和逆序对问题
虽然以前学过,再次回顾还是有别样的收获~
认识时间复杂度
常数时间的操作:一个操作如果和数据量没有关系,每次都是固定时间内完成的操作,叫做常数操作。
时间复杂度为一个算法流程中,常数操作数量的指标。常用O(读作big O)来表示。具体来说,在常数操作数量的表达式中,只要高阶项,不要低阶项,也不要高阶项的系数,剩下的部分如果记为f(N),那么时间复杂度为O(f(N))。
评价一个算法流程的好坏,先看时间复杂度的指标,然后再分析不同数据样本下的实际运行时间,也就是常数项时间。
例子一
一个简单的理解时间复杂度的例子
一个有序数组A,另一个无序数组B,请打印B中的所有不在A中的数,A数组长度为N,B数组长度为M。
算法流程1:对于数组B中的每一个数,都在A中通过遍历的方式找一下;
算法流程2:对于数组B中的每一个数,都在A中通过二分的方式找一下;
算法流程3:先把数组B排序,然后用类似外排的方式打印所有在A中出现的数;
三个流程,三种时间复杂度的表达...
如何分析好坏?
例子二
对数器的概念和使用
0,有一个你想要测的方法a,
1,实现一个绝对正确但是复杂度不好的方法b,
2,实现一个随机样本产生器
3,实现比对的方法
4,把方法a和方法b比对很多次来验证方法a是否正确。
5,如果有一个样本使得比对出错,打印样本分析是哪个方法出错
6,当样本数量很多时比对测试依然正确,可以确定方法a已经正确。
对数器的例子
例子三
冒泡排序细节的讲解与复杂度分析
时间复杂度O(N^2),额外空间复杂度O(1)
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public static void bubbleSort(int[] arr) {
if (arr == null || arr.length < 2) {
return;
}
for (int e = arr.length - 1; e > 0; e--) {
for (int i = 0; i < e; i++) {
if (arr[i] > arr[i + 1]) {
swap(arr, i, i + 1);
}
}
}
}
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例子四
选择排序的细节讲解与复杂度分析
时间复杂度O(N^2),额外空间复杂度O(1)
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public static void selectionSort(int[] arr) {
if (arr == null || arr.length < 2) {
return;
}
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
int minIndex = i;
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
minIndex = arr[j] < arr[minIndex] ? j : minIndex;
}
swap(arr, i, minIndex);
}
}
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例子五
插入排序(类似整理扑克牌)的细节讲解与复杂度分析
时间复杂度O(N^2),额外空间复杂度O(1)
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public static void insertionSort(int[] arr) {
if (arr == null || arr.length < 2) {
return;
}
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
for (int j = i - 1; j >= 0 && arr[j] > arr[j + 1]; j--) {
swap(arr, j, j + 1);
}
}
}
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例子六
剖析递归行为和递归行为时间复杂度的估算
一个递归行为的例子
master公式的使用
T(N) = a*T(N/b) + O(N^d) [a是过程发生次数,N/b是子问题,O(N^d)剩下的时间复杂度]
1) log(b,a) > d -> 复杂度为O(N^log(b,a))
2) log(b,a) = d -> 复杂度为O(N^d * logN)
3) log(b,a) < d -> 复杂度为O(N^d)
补充阅读:www.gocalf.com/blog/algorithm-complexity-and-master-theorem.html
例子七
归并排序的细节讲解与复杂度分析
时间复杂度O(N*logN),额外空间复杂度O(N)
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public static void mergeSort(int[] arr) {
if (arr == null || arr.length < 2) {
return;
}
mergeSort(arr, 0, arr.length - 1);
}
public static void mergeSort(int[] arr, int l, int r) {
if (l == r) {
return;
}
int mid = l + ((r - l) >> 1);
mergeSort(arr, l, mid);
mergeSort(arr, mid + 1, r);
merge(arr, l, mid, r);
}
public static void merge(int[] arr, int l, int m, int r) {
int[] help = new int[r - l + 1];
int i = 0;
int p1 = l;
int p2 = m + 1;
while (p1 <= m && p2 <= r) {
help[i++] = arr[p1] < arr[p2] ? arr[p1++] : arr[p2++];
}
while (p1 <= m) {
help[i++] = arr[p1++];
}
while (p2 <= r) {
help[i++] = arr[p2++];
}
for (i = 0; i < help.length; i++) {
arr[l + i] = help[i];
}
}
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例子八
小和问题和逆序对问题
小和问题
在一个数组中,每一个数左边比当前数小的数累加起来,叫做这个数组的小和。求一个数组的小和。
例子:
[1,3,4,2,5]
1左边比1小的数,没有;
3左边比3小的数,1;
4左边比4小的数,1、3;
2左边比2小的数,1;
5左边比5小的数,1、3、4、2;
所以小和为1+1+3+1+1+3+4+2=16
逆序对问题
在一个数组中,左边的数如果比右边的数大,则折两个数构成一个逆序对,请打印所有逆序对。
答案
作者: kent鹏
出处: http://www.cnblogs.com/xieyupeng/
关于作者:专注JAVAEE领域,请多多赐教!
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