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递归的时间复杂度 、递归的时间复杂度是多少

   日期:2023-04-21     浏览:42    评论:0    
核心提示:递归的空间复杂度递归折半查找的时间复杂度是O(log2n),空间复杂度是O(log2n),也是递归的***深度非递归的时间复杂度是O(log2n),空间复杂度是O(1),仅仅用几个单变量就够。空间复杂

递归的空间复杂度

递归折半查找的时间复杂度是O(log2n),空间复杂度是O(log2n),也是递归的***深度

非递归的时间复杂度是O(log2n),空间复杂度是O(1),仅仅用几个单变量就够。空间复杂度:

是程序运行所以需要的额外消耗存储空间,一般的递归算法就要有o(n)的空间复杂度了,简单说就是递归集算时通常是反复调用同一个方法,递归n次,就需要n个空间。

时间复杂度:

一个算法花费的时间与算法中语句的执行次数成正比例,哪个算法中语句执行次数多,它花费时间就多。一个算法中的语句执行次数称为语句频度或时间频度。记为T(n)。

一般情况下,算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某个函数,用T(n)表示,若有某个辅助函数f(n),使得当n趋近于无穷大时,T(n)/f (n)的极限值为不等于零的常数,则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n)),称O(f(n)) 为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度。

在各种不同算法中,若算法中语句执行次数为一个常数,则时间复杂度为O(1),另外,在时间频度不相同时,时间复杂度有可能相同,如T(n)=n2+3n+4与T(n)=4n2+2n+1它们的频度不同,但时间复杂度相同,都为O(n2)。

按数量级递增排列,常见的时间复杂度有:

常数阶O(1),对数阶O(log2n),线性阶O(n

k次方阶O(nk),指数阶O(2n)。随着问题规模n的不断增大,上述时间复杂度不断增大,算法的执行效率越低。

由递归方式求的N的阶乘(即N,),时间复杂度是多少

每次递归内部计算时间是常数,故O(n)。

用递归方法计算阶乘,函数表达式为f(n)=1 若n=0 f(n)=n*f(n-1),若n0,如果n=0,就调用1次阶乘函数,如果n=1,就调用2次阶乘函数,如果n=2,就调用3次阶乘函数,如果n=3,就调用4次阶乘函数。

扩展资料:

注意事项:

利用递归树方法求算法复杂度,其实是提供了一个好的猜测,简单而直观。在递归树中每一个结点表示一个单一问题的代价,子问题对应某次递归函数调用,将树中每层中的代价求和,得到每层代价,然后将所有层的代价求和,得到所有层次的递归调用总代价。

递归树最适合用来生成好的猜测,然后可用代入法来验证猜测是否正确。当使用递归树来生成好的猜测时,常常要忍受一点儿不精确,因为关注的是如何寻找解的一个上界。

参考资料来源:百度百科-递归算法

参考资料来源:百度百科-阶乘

参考资料来源:百度百科-时间复杂度

递归时间复杂度 推演计算

递归的时间复杂度计算较为麻烦。以下我们使用归并排序的例子,对递归复杂度进行推演。

假设现在有一个归并排序。他的运行总时间是 T(n) ,

我们通过将其分解成 2 个计算式,即 : 2 * (T(n/2))+ n ,为什么加 n 呢?因为 n/2 只是递归计算的时间,实际还有合并的时间,在大部分递归中,不但有子任务的时间,还有合并子任务的时间也要计算(在递归计算中,子问题消耗的时间需要统计,合并子问题的结果所消耗的时间也要统计)。

现在,我们的公式是 2 * (T(n/2))+ n ,表达的是一颗高度是 1 的递归树:

如上图,我们需要把这颗递归树的 3 个节点的所有耗时都加上,最终的结果就是 T(N) ;

再看上图,我们递归了 1 层,如果递归 2 层、3层呢?

递归 2 层,表达式变为 4 *(T(n/4))+ 2n .

递归 3 层,表达式变为 8 * (T(n/8))+ 3n .

我们总结一下:

递归 2 层: 4(T(n/4))+ 2n

递归 3 层: 8(T(n/8))+ 3n

递归 4 层: 16(T(n/16))+ 4n

······

递归 k 层: 2^k (T(n/2^k))+ kn

假设我们最终递归的结果是 1,那么:

T(n/2^k) = 1

·····反推 2^k = n

····· 那么 k = log2n

k 等于 log2N ,我们带入 k 到上面的公式: 2^k (T(n/2^k))+ kn ;

即 n + log2n * n ;

使用大 O 表达式,去除常数,低阶,系数,递归的时间复杂度为 O(nlogn) ;

关于递归树的推演,推荐观看一个视频,讲的很详细,地址:

算法概述

英国数学家图灵提出的计算模型, 一个两端无限长的由小格子组成的带子,每个格子可以存储一个数,一个可以在带子左右移动的游标或者指针或者不如叫磁头(head), 磁头可读或修改格子里的数。

默认说的是确定性图灵机,和非确定性图灵机功能上等价

著名计算机科学家沃思提出了下面的公式: 程序 = 数据结构 + 算法;

实际上,一个程序应当采用结构化程序设计方法进行程序设计,并且用某一种计算机语言来表示。因此,可以用下面的公式表示: 程序 = 算法 + 数据结构 + 程序设计方法 + 语言和环境;

简单点的比如:递归、递推、迭代、穷举、概率算法、随机算法等

复杂些的比如:分治算法、贪心算法、动态规划、回溯法、分支限界等,后面会赘述一些这几种算法的基本思想与常见应用。

算法由三部分影响:

1. 存储结构

2. 算法的空间复杂度

3. 算法的时间复杂度

clock() :捕捉从程序开始运行到clock()被调用时所耗费的时间。这个 时间单位是clock tick,即“时钟打点”。

常数 CLK_TCK(或CLOCKS_PER_SEC) :机器时钟每秒所走的时钟打点数。

对于相同输入规模的不同实例,算法的基本运算次数也不一样,可定义两种时间复杂度

最坏情况复杂度 平均复杂度

上界、下界都有无穷个,但是太大的上界、太小的上界对我们分析算法的效率没有帮助,一般我们取最小的上界与***的下界

当我们发现这个算法是 的时候,应该本能的想到有没有可能把它改进为 (尝试分治策略)

递归的时间复杂度一般稍微有点复杂,耐心一步一步分析带入、化简、计算

容易看出,前面的几类复杂度被分为两种级别,其中后者的复杂度无论如何都远远大于前者。像 等,我们把它叫做 多项式级复杂度 ,因为它的规模n出现在底数的位置;

另一种像是 和 等,它是 非多项式级的复杂度 ,其复杂度计算机往往不能承受。当我们在解决一个问题时,我们选择的算法通常都需要是多项式级的复杂度,非多项式级的复杂度需要的时间太多,往往会超时,除非是数据规模非常小。

对于同一个问题,不同的算法可能会产生不同的复杂度。最典型的例子就是排序,对于n个整数,选择排序和冒泡排序的复杂度为 ,快速排序的复杂度为 ,而使用基数排序的复杂度仅为 。

递归函数的时间复杂度应该怎么算

求解算法的时间复杂度的具体步骤是:

⑴ 找出算法中的基本语句;

算法中执行次数最多的那条语句就是基本语句,通常是最内层循环的循环体。

⑵ 计算基本语句的执行次数的数量级;

只需计算基本语句执行次数的数量级,这就意味着只要保证基本语句执行次数的函数中的***次幂正确即可,可以忽略所有低次幂和***次幂的系数。这样能够简化算法分析,并且使注意力集中在最重要的一点上:增长率。

⑶ 用大Ο记号表示算法的时间性能。

将基本语句执行次数的数量级放入大Ο记号中。

如果算法中包含嵌套的循环,则基本语句通常是最内层的循环体,如果算法中包含并列的循环,则将并列循环的时间复杂度相加。例如:

for (i=1; i=n; i++)

x++;

for (i=1; i=n; i++)

for (j=1; j=n; j++)

x++;

***个for循环的时间复杂度为Ο(n),第二个for循环的时间复杂度为Ο(n2),则整个算法的时间复杂度为Ο(n+n2)=Ο(n2)。

常见的算法时间复杂度由小到大依次为:

Ο(1)<Ο(log2n)<Ο(n)<Ο(nlog2n)<Ο(n2)<Ο(n3)<…<Ο(2n)<Ο(n!)

Ο(1)表示基本语句的执行次数是一个常数,一般来说,只要算法中不存在循环语句,其时间复杂度就是Ο(1)。Ο(log2n)、Ο(n)、Ο(nlog2n)、Ο(n2)和Ο(n3)称为多项式时间,而Ο(2n)和Ο(n!)称为指数时间。计算机科学家普遍认为前者是有效算法,把这类问题称为P类问题,而把后者称为NP问题。

这只能基本的计算时间复杂度,具体的运行还会与硬件有关。

参考博客地址:

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原文链接:http://www.hzciic.com/news/show-28009.html,转载和复制请保留此链接。
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标签: 递归 复杂度 算法
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