数据结构与算法的含义

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下面是一个1+2+3+......+100的结果的程序:

    int i,sum = 0, n = 100;
    for(i = 1;i<=n;i++)
    {
        sum = sum + i;
    }
    printf("%d",sum);

这是比较正常的一种解法,从1加到100,for执行99次,再看另一种解法:

int sum = 0,n = 100;
sum = (1+n)*n/2;
printf("%d",sum);

这种解法相当于用了等差数列的求法,只用执行一次,大大的节省了时间、空间资源。

那么什么叫算法呢,它其实是一种解决特定问题的步骤,在计算机中表现为指令的有限序列,并且每条指令表示一个、多个操作。简单来说就是计算的一种方法,有了它,能极大的节省资源。既然是方法,就一定有它的特性:输入输出、有穷、确定、可行性。

输入输出指的是算法有零个或多个输入,算法有一个或多个输出。
有穷性指算法在执行有限的步骤之后,自动结束而不会出现无限循环,并且每一个步骤在可接受的时间内完成。
确定性是每一步骤都有明确含义,不会有歧义,算法比较严谨。
可行性是其每一步都能够通过执行有限次数完成。

同时算法还必须要求正确、可读、健壮、时间效率高和存储量低。

算法的时间复杂度定义:

在进行分析时,语句的执行次数T(n)是关于问题规模n的函数,进而分析T(n)随n的变化情况并确定T(n)的数量级。记作O(f(n)),它表示随问题规模n的增大,算法执行时间的增长率和f(n)的增长率相同。

推到大O阶的方法:

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,只保留最高项,其余项都去掉。
3.如果最高项存在且不是1,则取出与这个项相乘的常数。得到的结果就是大O阶。(其相关的练习可以分析8大排序的时间复杂度)。

算法的空间复杂度:

 算法的空间复杂度通过计算算法所需的存储空间实现,其计算公式记作:S(n) = O(f(n));n为问题规模,f(n)为语句关于n所占存储空间的函数。
 在我们平时学习中,如果不限定词使用复杂度时,通常都是指时间复杂度。