复杂度也叫渐进复杂度,包括时间复杂度和空间复杂度,用来分析算法执行效率与数据规模之间的增长关系,可以粗略地表示,越高阶复杂度的算法,执行效率越低。常见的复杂度并不多,从低阶到高阶有:O(1)、O(logn)、O(n)、O(nlogn)、O(n2 )。
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时间复杂度

大O时间复杂度实际上并不具体表示代码真正的执行时间,而是表示代码执行时间随数据规模增长的变化趋势,所以,也叫作渐进时间复杂度(asymptotic time complexity),简称时间复杂度

时间复杂度分析

时间复杂度分析有三个比较实用的方法:
1、只关注循环执行次数最多的一段代码
2、加法法则:总复杂度等于量级最大的那段代码的复杂度
3、乘法法则:嵌套代码的复杂度等于嵌套内外代码复杂度的乘积

几种常见时间复杂度实例

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对于刚罗列的复杂度量级,我们可以粗略地分为两类,多项式量级非多项式量级。其中,非多项式量级只有两个:O(2^n) 和 O(n!)。

我们把时间复杂度为非多项式量级的算法问题叫作NP(Non-Deterministic Polynomial,非确定多项式)问题。

当数据规模n越来越大时,非多项式量级算法的执行时间会急剧增加,求解问题的执行时间会无限增长。所以,非多项式时间复杂度的算法其实是非常低效的算法。

1、O(1)。一般情况下,只要算法中不存在循环语句、递归语句,即使有成千上万行的代码,其时间复杂度也是Ο(1)
2、O(logn)、O(nlogn)。在采用大O标记复杂度的时候,可以忽略系数,即O(Cf(n)) = O(f(n))。因此,在对数阶时间复杂度的表示方法里,我们忽略对数的“底”,统一表示为O(logn)。
3、O(m+n)、O(m*n)。如果代码的复杂度由两个数据的规模来决定,我们无法事先评估m和n谁的量级大,所以我们在表示复杂度的时候,就不能简单地利用加法法则,省略掉其中一个。所以,上面代码的时间复杂度就是O(m+n)。但是乘法法则继续有效:T1(m)T2(n) = O(f(m) f(n))。

空间复杂度

空间复杂度全称就是渐进空间复杂度(asymptotic space complexity),表示算法的存储空间与数据规模之间的增长关系

常见的空间复杂度就是O(1)、O(n)、O(n2 ),像O(logn)、O(nlogn)这样的对数阶复杂度平时都用不到。而且,空间复杂度分析比时间复杂度分析要简单很多。

杂项

为了表示代码在不同情况下的不同时间复杂度,我们需要引入四个概念:最好情况时间复杂度(best case time complexity)、最坏情况时间复杂度(worst case time complexity)、平均情况时间复杂度(average case time complexity)、均摊时间复杂度(amortized time complexity)。