算法的基本概念
算法的5个特性:
有穷性、确定性、可行性、输入、输出
好的算法应当具备:
正确性、可读性、健壮性、效率和低存储量需求
算法效率的度量
算法效率的度量是通过时间复杂度和空间复杂度来描述的。
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时间复杂度
语句频度是指该语句在算法中被重复执行的次数。算法中所有语句的频度之和记为T(n), 它是该算法问题规模n的函数,时间复杂度主要分析T(n)的数量级。算法中基本运算的频度与T(n)同数量级,因此通常采用算法中基本运算的频度 f(n) 来分析算法的时间复杂度。因此算法的时间复杂度记为
式中, O的含义是T(n)的数量级,其严格的数学定义是:若T(n)和f(n)是定义在正整数集合上的两个函数,则存在正常数C和x,使得当n >= x时,都满足0 <= T(n) <= xf(n)
算法的时间复杂度不仅依赖与问题的规模n,也取决于待输入数据的性质。
由上可引出最坏时间复杂度,平均时间复杂度,最好时间复杂度。
分析时间复杂度时,可以使用
a. 加法规则
b. 乘法规则
常用的渐进时间复杂度:
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空间复杂度
算法的空间复杂度S(n)定义为该算法所耗费的存储空间,它是问题规模n的函数。渐近空间复杂度也常简称为空间复杂度,记为S(n) = O(g(n))
若输入数据所占空间之取决于问题本身而与算法无关,则只需分析除输入和程序外的额外空间。
算法原地工作是指算法所需的辅助空间为常量,即O(1)