下面例子是一个循环嵌套,它的内循环刚才我们已经分析过,时间复杂度为O(n)。

    1. int i, j;
    2. for (i = 0; i < n; i++) {
    3. for (j = 0; j < n; j++) {
    4. /* 时间复杂度为O(1)的程序步骤序列 */
    5. }
    6. }

    而对于外层的循环,不过是内部这个时间复杂度为O(n)的语句,再循环n次。所以这段代码的时间复杂度为O(n2)。

    如果外循环的循环次数改为了m,时间复杂度就变为O(m×n)。

    1. int i, j;
    2. for (i = 0; i < m; i++) {
    3. for (j = 0; j < n; j++) {
    4. /* 时间复杂度为O(1)的程序步骤序列 */
    5. }
    6. }

    所以我们可以总结得出,循环的时间复杂度等于循环体的复杂度乘以该循环运行的次数。

    那么下面这个循环嵌套,它的时间复杂度是多少呢?

    1. int i, j;
    2. for (i = 0; i < n; i++) {
    3. /* 注意j = i 而不是0 */
    4. for (j = i; j < n; j++) {
    5. /* 时间复杂度为O(1)的程序步骤序列 */
    6. }
    7. }

    由于当i=0时,内循环执行了n次,当i=1时,执行了n-1次,……当i=n-1 时,执行了1次。所以总的执行次数为:
    image.png
    用我们推导大O阶的方法,第一条,没有加法常数不予考虑;第二条,只保留最高阶项,因此保留n2 /2;第三条,去除这个项相乘的常数,也就是去除1/2,最终这段代码的时间复杂度为O(n2 )。

    从这个例子,我们也可以得到一个经验,其实理解大O推导不算难,难的是对数列的一些相关运算,这更多的是考察你的数学知识和能力,所以想考研的朋友,要想在求算法时间复杂度这里不失分,可能需要强化你的数学,特别是数列方面的知识和解题能力。

    我们继续看例子,对于方法调用的时间复杂度又如何分析。

    1. int i, j;
    2. for (i = 0; i < n; i++) {
    3. function(i);
    4. }

    上面这段代码调用一个函数function。

    1. void function(int count) {
    2. print(count);
    3. }

    函数体是打印这个参数。其实这很好理解,function函数的时间复杂度是O(1)。所以整体的时间复杂度为O(n)。

    假如function是下面这样的:

    1. void function(int count) {
    2. int j;
    3. for (j = count; j < n; j++) {
    4. /* 时间复杂度为O(1)的程序步骤序列 */
    5. }
    6. }

    事实上,这和刚才举的例子是一样的,只不过把嵌套内循环放到了函数中,所以最终的时间复杂度为O(n2 )。

    下面这段相对复杂的语句:

    1. n++; /* 执行次数为1 */
    2. function(n); /* 执行次数为n */
    3. int i, j;
    4. /* 执行次数为n^2 */
    5. for (i = 0; i < n; i++) {
    6. function (i);
    7. }
    8. /* 执行次数为n(n + 1)/2 */
    9. for (i = 0; i < n; i++) {
    10. for (j = i; j < n; j++){
    11. /* 时间复杂度为O(1)的程序步骤序列 */
    12. }
    13. }

    它的执行次数f(n)=1+n+n2 +n(n+1)/2=3/2·n2 +3/2·n+1,根据推导大O阶的方法,最终这段代码的时间复杂度也是O(n2)。