多项式时间
多项式时间(Polynomial time) 用于描述算法在处理问题时所需的时间随输入规模的增长情况。一个算法被称为在多项式时间内运行,意味着其运行时间可以由多项式函数来界定,即随着输入规模的增长,算法的运行时间不会呈指数级增长,而是在多项式级别内增长。
具体来说,一个算法在多项式时间内运行,意味着存在一个多项式函数(通常表示为T(n)),其中 n 是输入规模,使得算法在处理大小为 n 的输入时,运行时间不会超过 T(n)。
举例来说,如果一个算法的运行时间是 O(n^2)(即平方级别),那么它可以被认为在多项式时间内运行,因为它的运行时间随着输入规模的增长而以多项式的速度增长。另一方面,如果一个算法的运行时间是 O(2^n)(即指数级别),那么它不会在多项式时间内运行,因为它的运行时间会随着输入规模的增长呈指数级增长。
多项式时间是一个重要的概念,因为在计算复杂性理论中,我们通常将可以在多项式时间内解决的问题视为“可解”的问题,而那些在多项式时间内难以解决的问题被认为是“困难”的问题,甚至可能是“不可解”的问题。
常见多项式时间复杂度的关系为
常见非多项式时间复杂度关系为:
NP难
"NP难" 是计算复杂性理论中的一个重要概念,用于描述一类计算问题的难度级别。"NP"代表"非确定性多项式时间"(Nondeterministic Polynomial time),是一种问题求解的时间复杂性类别,包括那些可以在多项式时间内验证一个给定解是否正确的问题。
一个问题被称为"NP难",意味着如果我们能在多项式时间内解决它,那么就能在多项式时间内解决所有"NP问题"(即可以在多项式时间内验证解的问题)。换句话说,"NP难"问题是一类至少和所有"NP问题"一样困难的问题。
特别地,如果一个问题既是"NP难"又属于"NP",那么它被称为"NP完全"。"NP完全"问题在计算理论中具有极大的重要性,因为它们在计算上被认为是等同于最困难的问题之一,解决一个"NP完全"问题等价于解决所有"NP问题"。
总之,"NP难"是指那些至少和"NP问题"一样困难的计算问题,而"NP完全"是指既是"NP难"又属于"NP"的问题。这些概念对于理解计算问题的难度和可解性有着重要意义。