大o表示法-寻找复杂性

pw9qyyiw  于 2021-07-04  发布在  Java
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我正在做一个小测验-我很好,但下面的片段。帮我理解这是哪种符号?
我的选择是:o(n^2)、o(n^3)、o(nlogn)和o(n+n^2)
代码段是:

for (int i = 0; i < n; i++) { 
     System.out.println("hello");
   } 
   for (int i = 0; i < n; i++) { 
     for (int j = 0; j < i; j++) { // NOTE j < i here. 
       System.out.println("hello");
     }
  }
ggazkfy8

ggazkfy81#

第一个循环很简单:身体准确地运行 n 好几次了,所以 O(n) .
第二个需要更多的思考。很明显,外环在运行 n 但是内部循环体多久执行一次?第一次通过外环,我们有 i == 0 ,因此内部循环体执行0次( j < i 是假的 j == 0 ). 第二次, i == 1 所以内环体执行1次。一般来说,它是被执行的 i 时间,例如 i = 0, ..., n-1 .
所以内环体的执行总数,我们称之为 S ,是 S = 0 + 1 + ... + n-1 . 现在有一个很好的技巧,可以把它变成一个封闭形式的方程。写一次,然后再反过来写一次:

S =  0  +  1  + ... + n-2 + n-1
 S = n-1 + n-2 + ... +  1  +  0

然后将两个方程相加:

S  =  0  +  1  + ... + n-2 + n-1
 S  = n-1 + n-2 + ... +  1  +  0
------------------------------- +
2*S = n-1 + n-1 + ... + n-1 + n-1

所以呢 2*S 等于 nn-1 . 由此,我们很容易发现 S = n * (n-1) / 2 . 这可以重写为 S = ½*n^2 - ½*n . 在big-o形式中,只有最高阶项存在,常量存在 ½ 没关系,所以这是 O(n^2) .
得到相同结果的更“手工”的方法是:平均来说,内部循环运行, n/2 次(给或拿一次),外部循环运行 n 一次又一次的给予 O(½*n*n) = O(n^2) .
结合 O(n) 第一个循环,与 O(n^2) ,预期的答案可能是 O(n^2) .
但请注意技术上 O(n+n^2) 也是正确的,因为 O(n + n^2) = O(n^2) . 同样,低阶项 n 无所谓渐近。甚至 O(n^3) 技术上是正确的,因为 n^3 支配 n^2 ; 然而,复杂性既不是 Ω(n^3) 也不是 θ(n^3) .

ddhy6vgd

ddhy6vgd2#

(这是我的想法,我不能评论,因为我没有足够的声誉,但我想扔掉这个)
第一个循环是线性的,因此具有 O(N) .
但是,对于第二/第三个循环,第二个循环是 N 次。内部循环将运行 N/2 时间是因为 j 总是小于 i ,(从不相等)。因此,这些循环的复杂性是 N(N/2) ,或 N^2/2 . 因为大o是一个常数, N/2 以及 N - 1 是同时的,所以我们也可以说是 N(N-1) ,或 N^2 - N .
如果我们把这两种复杂性加在一起,我们就有了 (N) + (N^2 - N) ,我们得到 N^2 . 因此,最终的结果是 O(N^2) .

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