算法设计与分析:(一)时间复杂度分析

数学基础

设f和g是定义域为自然数集N上的函数

  • 存在正整数c、n,使0<=f(n)<=cg(n)成立,称f(n)的渐进上界是g(n),记作f(n)=O(g(n))
  • 存在正整数c、n,使0<=cg(n)<=f(n)成立,则称f(n)渐进下界是g(n),记作f(n)=Ω(g(n))
  • f(n)=O(g(n))f(n)=Ω(g(n)),则称f(n)g(n)同阶,记作f(n)=Θ(g(n))

常见阶从大到小的顺序

O(n) <O(nlogn)<O(n^2)<O(2 ^n)<O(n!)<O(n ^n)

∑1k=Θ(logn)\sum \frac{1}{k} = \Theta (logn)k1=Θ(logn)
lognlogn=Θ(nloglogn)logn^{logn}= \Theta (n^{loglogn})lognlogn=Θ(nloglogn)
log(n!)=Θ(nlogn)log(n!) = \Theta (nlogn)log(n!)=Θ(nlogn)

求解递推方程的方法

许多递推方程不能求出精确的解,但通过可以估计函数的阶来估计时间复杂度
(1)迭代法
所谓迭代就是从原始递推方程开始,代入值,直到得到初值,然后将结果简化

(2)递归树
设T(n)=aT(n/b)+f(n),以f(n)为节点值,迭代构建递归树,直到函数中不在包含T(n)函数,复杂度为递归树每层值的和
在这里插入图片描述
(3)主定理
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