时间复杂度详解(5大时间复杂度计算公式)

时间复杂度详解(5大时间复杂度计算公式)-mikechen

时间复杂度定义

时间复杂度是一个函数,它定性描述该算法的运行时间,时间复杂度常用大O符号表述。

大O时间复杂度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,简称时间复杂度。

 

常见的时间复杂度?

常见的时间复杂度,如下所示:

  1. 常数阶O(1);
  2. 线性阶O(n);
  3. 平方阶O(n²);
  4. 对数阶O(logn);
  5. 线性对数阶O(nlogn)。
O(1) < O(logn) < O(n) < O(nlogn) < O(n^2) < O(n^3) < O(2^n) < O(n!) < O(n^n)

一般来讲,复杂度越小,则说明你的代码越好。

但是,我们在决定使用那些算法的时候 ,也不是时间复杂越低的越好,要考虑数据规模,如果数据规模很小 甚至可以用O(n^2)的算法比 O(n)的更合适。

复杂度的大小:

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  • 你可以看到,随着输入规模的增长,红色阴影区域中算法的运行时间急剧增长;
  • 另一方面,在黄色和绿色阴影区域中的算法,当输入规模增长时,运行时间在变化不是很大,因此它们更高效,处理大量数据时更游刃有余。

上面我们了解了什么是时间复杂度,以及计算公式,下面一起来看几个时间复杂度的经典例子,就更清楚了,let’s go!

 

O(1)常数阶

这个最容易理解,只执行一次。

比如:

int sum = 0;                /* 执行一次 */

只要程序中没有循环等复杂结构,那么这个程序的时间复杂度就为常量阶O(1)。

 

O(n)线性阶

因为要执行n次,时间复杂度为O(n)。

具体示例如下:

for (int i = 1; i <= n; i++) {
      System.out.println(1);
}

for循环里面的代码会执行n遍,因此这类代码都可以用O(n)来表示它的时间复杂度。

 

O(n²)平方阶

平方阶O(n²) 很容易理解,如果把 O(n) 的代码再嵌套循环一遍,它的时间复杂度就是 O(n²)。

具体示例如下:

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

这段代码其实就是嵌套了2层n循环。

 

O(logn)对数阶

典型的对数阶复O(logn)杂度算法就是:二分搜索算法。

还是看一个例子,一看就懂,如下所示:

int i = 1;
while (i <= n){
    i = i * 2;
}

在while循环里面,每次都将 i 乘以 2,乘完之后,i 距离 n 就越来越近了。

也就是说有多少2相乘后会大于n,然后退出循环,2^x=n 得到x=log2n,时间复杂度为O(logn)。

 

O(nlogn)线性对数阶

线性对数阶O(nlogN) 其实非常容易理解,将时间复杂度为O(logn)的代码循环N遍的话,那么它的时间复杂度就是 n * O(logN),也就是了O(nlogN)。

具体如下所示:

for (int i = 1; i <= n; i++) {
     int j = 1;
     while (j<=n){
         j = j * 2;
     }
 }

 

 

 

作者简介

陈睿|mikechen,10年+大厂架构经验,BAT资深面试官,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

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