大 O 符号

来源:undefined 2025-02-02 17:20:52 1028

它是一种表示法,决定算法运行的速度有多快或多慢。这个速度不是由秒决定的,而是由算法的运行时间随着元素的增加而增加多少决定的。

大o是时间和大小的关系。在整篇文章中,您将看到包含这些度量的图表,并且您将在实践中更好地理解它们。我们有两种类型的复杂性(空间和时间)。

时间复杂度: 确定执行与输入大小成正比的算法所需的时间。

空间复杂度: 确定将分配多少内存来查找我们需要的项目。

为什么要研究这个?

通过它,您可以确定算法的可扩展性 大o总是处理最坏的情况,例子如下:

示例:

您有一个列表,并且想要搜索某个项目,但该项目位于列表的末尾。最坏的情况是你必须执行尽可能多的操作,直到找到你想要的数据。

执行次数

康斯坦特节奏 o(1):

无论数组大小如何,总是花费相同的时间

示例:

增加或减少

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function increment(value: number){

return ++value

}

function decrement(value: number){

return --value

}

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拿走一个特定的物品

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const fruits = ["apple", "orange", "grape", "banana"]

function getitem(items: string[], index: number) {

return items[index]

}

const item = getitem(fruits, 2)

console.log(`fruit: ${item}`) // "grape"

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获取数组的第一个元素

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const animes = ["one piece", "dragon ball", "naruto", "demon slayer"]

function getfirstelement(items: string[]){

return items[0]

}

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获取数组中的最后一项

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const animes = ["one piece", "dragon ball", "naruto", "demon slayer"]

function getlastelement(items: string[]){

return items[item.length - 1]

}

let lastelement = getlastelement(animes)

console.log(`last element: ${lastelement}`)

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线性时间 o(n):

执行时间与数组大小成正比 排序和二分搜索算法 仅使用一个循环进行迭代

示例:

为了找到 10 个项目的数组中最大的数字,我将滚动所有项目,直到找到它。 在最坏的情况下,最大的数字将是最后一个。

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const numbers = [0, 4, 8, 2, 37, 11, 7, 48]

function getmaxvalue(items: number[]) {

let max = numbers[0];

for (let i=0; i <= items.length; i++){

if(items[i] > max) {

max = items[i]

}

}

return max;

}

let maxvalue = getmaxvalue(numbers)

console.log(`max value: ${maxvalue}`)

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对数时间 o(log n)

输入大小增加n,执行时间增加log n,时间以对数比例增长。 记住 n 是数组中元素的数量。 输入的增长速度快于执行时间。 我们将在数组中执行二分搜索来查找特定项目。

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const numbers = [0, 9, 24, 78, 54, 88, 92, 100, 21, 90]

function binarysearch(nums: number[], target: number) {

let left = 0;

let right = nums.length - 1;

while (left <= right) {

let middle = math.floor((right + left) / 2);

if (nums[middle] === target) {

return middle;

} else if (nums[middle] < target) {

left = middle + 1;

} else {

right = middle - 1;

}

}

return -1;

}

let gettarget = binarysearch(numbers, 92)

console.log(`target: ${gettarget}`)

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为了更好地理解对数增长,让我们看如下:我们在示例中使用的数组有 10 个输入,因此:

log2(10) = 3.4

log2(20) = 4.3

log2(40) = 5.3 下面的图表将更容易理解:

线性/拟线性时间 o(n log n)

算法的时间复杂度是指执行n次对数运算。 o(log(n)) 和 o(n) 的混合。 归并排序就是一个结构示例。 适度增长。

一部分以 n 为单位,另一部分以 log(n) 为单位,下面的例子是一个幸运的合并:

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function merge(arr, left, middle, right) {

const leftarraysize = middle - left + 1;

const rightarraysize = right - middle;

const leftarray = new array(leftarraysize);

const rightarray = new array(rightarraysize);

for (let i = 0; i < leftarraysize; i++) {

leftarray[i] = arr[left + i];

}

for (let j = 0; j < rightarraysize; j++) {

rightarray[j] = arr[middle + 1 + j];

}

let i = 0;

let j = 0;

let k = left;

while (i < leftarraysize && j < rightarraysize) {

if (leftarray[i] <= rightarray[j]) {

arr[k] = leftarray[i];

i++;

} else {

arr[k] = rightarray[j];

j++;

}

k++;

}

while (i < leftarraysize) {

arr[k] = leftarray[i];

i++;

k++;

}

while (j < rightarraysize) {

arr[k] = rightarray[j];

j++;

k++;

}

}

function mergesort(arr, left = 0, right = arr.length - 1) {

if (left < right) {

const middle = math.floor((left + right) / 2);

mergesort(arr, left, middle);

mergesort(arr, middle + 1, right);

merge(arr, left, middle, right);

}

return arr;

}

function testmergesort() {

const arr1 = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90];

console.log("sorted array:", mergesort([...arr1]));

}

testmergesort();

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二次时间 o(n²)

随着输入数量的增加,执行时间呈二次方增加。 阅读矩阵。 基本上当需要 2 个嵌套循环时 冒泡排序

示例:

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function creatematrix() {

const matrix = [

[2,4,5,],

[89,0,12],

[13,76,89]

];

for (let i = 0; i < matrix.length; i++) {

for (let j = 0; j < matrix[i].length; j++) {

console.log(`element at [${i}][${j}]: ${matrix[i][j]}`);

}

}

}

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时间指数 o(2ˆn)

每插入一个元素到输入中,执行时间就会加倍。

此代码的一个示例是斐波那契

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function fibonacci(n) {

if(n <= 1){

return n

} else {

return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)

}

}

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阶乘时间 o(n!)

执行时间根据输入的大小按阶乘增加。

示例:

生成数组内的所有排列

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function factorialIterative(n) {

if (n === 0 || n === 1) {

return 1;

}

let result = 1;

for (let i = 2; i <= n; i++) {

result *= i;

}

return result;

}

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