A. 程序中的時間復雜度是怎麼計算的
演算法復雜度的介紹,見網路:
http://ke..com/view/7527.htm
時間復雜度
時間頻度
一個演算法執行所耗費的時間,從理論上是不能算出來的,必須上機運行測試才能知道。但我們不可能也沒有必要對每個演算法都上機測試,只需知道哪個演算法花費的時間多,哪個演算法花費的時間少就可以了。並且一個演算法花費的時間與演算法中語句的執行次數成正比例,哪個演算法中語句執行次數多,它花費時間就多。一個演算法中的語句執行次數稱為語句頻度或時間頻度。記為T(n)。
計算方法
1. 一般情況下,演算法的基本操作重復執行的次數是模塊n的某一個函數f(n),因此,演算法的時間復雜度記做:T(n)=O(f(n))
分析:隨著模塊n的增大,演算法執行的時間的增長率和f(n)的增長率成正比,所以f(n)越小,演算法的時間復雜度越低,演算法的效率越高。
2. 在計算時間復雜度的時候,先找出演算法的基本操作,然後根據相應的各語句確定它的執行次數,再找出T(n)的同數量級(它的同數量級有以下:1,Log2n ,n ,nLog2n ,n的平方,n的三次方,2的n次方,n!),找出後,f(n)=該數量級,若T(n)/f(n)求極限可得到一常數c,則時間復雜度T(n)=O(f(n))
例:演算法:
for(i=1;i<=n;++i)
{
for(j=1;j<=n;++j)
{
c[ i ][ j ]=0; //該步驟屬於基本操作 ,執行次數:n的平方 次
for(k=1;k<=n;++k)
c[ i ][ j ]+=a[ i ][ k ]*b[ k ][ j ]; //該步驟屬於基本操作 ,執行次數:n的三次方 次
}
}
則有 T(n)= n的平方+n的三次方,根據上面括弧里的同數量級,我們可以確定 n的三次方 為T(n)的同數量級
則有f(n)= n的三次方,然後根據T(n)/f(n)求極限可得到常數c
則該演算法的 時間復雜度:T(n)=O(n^3) 註:n^3即是n的3次方。
3.在pascal中比較容易理解,容易計算的方法是:看看有幾重for循環,只有一重則時間復雜度為O(n),二重則為O(n^2),依此類推,如果有二分則為O(logn),二分例如快速冪、二分查找,如果一個for循環套一個二分,那麼時間復雜度則為O(nlogn)。
分類
按數量級遞增排列,常見的時間復雜度有:
常數階O(1),對數階O(log2n),線性階O(n),
線性對數階O(nlog2n),平方階O(n^2),立方階O(n^3),...,
k次方階O(n^k), 指數階O(2^n) 。隨著問題規模n的不斷增大,上述時間復雜度不斷增大,演算法的執行效率越低。
關於對其的理解
《數據結構(C語言版)》------嚴蔚敏 吳偉民編著 第15頁有句話"整個演算法的執行時間與基本操作重復執行的次數成正比。"
基本操作重復執行的次數是問題規模n的某個函數f(n),於是演算法的時間量度可以記為:T(n) = O( f(n) )
如果按照這么推斷,T(n)應該表示的是演算法的時間量度,也就是演算法執行的時間。
而該頁對「語句頻度」也有定義:指的是該語句重復執行的次數。
如果是基本操作所在語句重復執行的次數,那麼就該是f(n)。
上邊的n都表示的問題規模。
以下來自網路知道:
對於這些演算法
(1) for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=n;j++)
s++;
(2) for(i=1;i<=n;i++)
for(j=i;j<=n;j++)
s++;
(3) for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=i;j++)
s++;
(4) i=1;k=0;
while(i<=n-1){
k+=10*i;
i++;
}
(5) for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=i;j++)
for(k=1;k<=j;k++)
x=x+1;
對應的時間復雜度為:
1.時間復雜度O(n^2)
2.時間復雜度O(n^2)
3.時間復雜度O(n^2)
4.時間復雜度O(n)
5.時間復雜度O(n^3)
一般來說,時間復雜度是總運算次數表達式中受n的變化影響最大的那一項(不含系數)
比如:一般總運算次數表達式類似於這樣:
a*2^n+b*n^3+c*n^2+d*n*lg(n)+e*n+f
a<>0時,時間復雜度就是O(2^n);
a=0,b<>0 =>O(n^3);
a,b=0,c<>0 =>O(n^2)依此類推
那麼,總運算次數又是如何計算出的呢?
一般來說,我們經常使用for循環,就像剛才五個題,我們就以它們為例
1.循環了n*n次,當然是O(n^2)
2.循環了(n+n-1+n-2+...+1)≈(n^2)/2,因為時間復雜度是不考慮系數的,所以也是O(n^2)
3.循環了(1+2+3+...+n)≈(n^2)/2,當然也是O(n^2)
4.循環了n-1≈n次,所以是O(n)
5.循環了(1^2+2^2+3^2+...+n^2)=n(n+1)(2n+1)/6(這個公式要記住哦)≈(n^3)/3,不考慮系數,自然是O(n^3)
另外,在時間復雜度中,log(2,n)(以2為底)與lg(n)(以10為底)是等價的,因為對數換底公式:
log(a,b)=log(c,b)/log(c,a)
所以,log(2,n)=log(2,10)*lg(n),忽略掉系數,二者當然是等價的
B. 什麼是程序演算法
演算法是對特定問題求解過程的描述,是指令的有限序列,每條指令完成一個或多個操作。通俗地講,就是為解決某一特定問題而採取的具體有限的操作步驟。
演算法具有以下特性:
(1)有窮性:在有限的操作步驟內完成。有窮性是演算法的重要特性,任何一個問題的解決不論其採取什麼樣的演算法,其終歸是要把問題解決好。如果一種演算法的執行時間是無限的,或在期望的時間內沒有完成,那麼這種演算法就是無用和徒勞的,我們不能稱其為演算法。
(2)確定性:每個步驟確定,步驟的結果確定。演算法中的每一個步驟其目的應該是明確的,對問題的解決是有貢獻的。如果採取了一系列步驟而問題沒有得到徹底的解決,也就達不到目的,則該步驟是無意義的。
(3)可行性:每個步驟有效執行,得到確定的結果。每一個具體步驟在通過計算機實現時應能夠使計算機完成,如果這一步驟在計算機上無法實現,也就達不到預期的目的,那麼這一步驟是不完善的和不正確的,是不可行的。
(4)零個或多個輸入:從外界獲得信息。演算法的過程可以無數據輸入,也可以有多種類型的多個數據輸入,需根據具體的問題加以分析。
(5)一個或多個:演算法得到的結果就是演算法的輸出(不一定就是列印輸出)。演算法的目的是為解決一個具體問題,一旦問題得以解決,就說明採取的演算法是正確的,而結果的輸出正是驗證這一目的的最好方式。
C. C程序演算法
簡化一下演算法呵呵,由樓上的啟發:
main()
{int i=0,x;
scanf("%d",&x):/*輸入你要判斷的數*/
while(x)
{
x/=10; /*每次x都除以10,直到1位數字除以10變0了。*/
++i; /*每除1次,i位數+1*/
}
printf("%d\n",i==0?1:i); /*列印,當i為0的時候其實是1位數*/
}
D. 請問大家如何計算程序演算法的復雜程度和時間
演算法的基本操作重復執行的次數是模塊n的某一個函數f(n),因此,演算法的時間復雜度記做:T(n)=O(f(n))
E. 程序員必須掌握哪些演算法
一.基本演算法:
枚舉. (poj1753,poj2965)
貪心(poj1328,poj2109,poj2586)
遞歸和分治法.
遞推.
構造法.(poj3295)
模擬法.(poj1068,poj2632,poj1573,poj2993,poj2996)
二.圖演算法:
圖的深度優先遍歷和廣度優先遍歷.
最短路徑演算法(dijkstra,bellman-ford,floyd,heap+dijkstra)
(poj1860,poj3259,poj1062,poj2253,poj1125,poj2240)
最小生成樹演算法(prim,kruskal)
(poj1789,poj2485,poj1258,poj3026)
拓撲排序 (poj1094)
二分圖的最大匹配 (匈牙利演算法) (poj3041,poj3020)
最大流的增廣路演算法(KM演算法). (poj1459,poj3436)
三.數據結構.
串 (poj1035,poj3080,poj1936)
排序(快排、歸並排(與逆序數有關)、堆排) (poj2388,poj2299)
簡單並查集的應用.
哈希表和二分查找等高效查找法(數的Hash,串的Hash)
(poj3349,poj3274,POJ2151,poj1840,poj2002,poj2503)
哈夫曼樹(poj3253)
堆
trie樹(靜態建樹、動態建樹) (poj2513)
四.簡單搜索
深度優先搜索 (poj2488,poj3083,poj3009,poj1321,poj2251)
廣度優先搜索(poj3278,poj1426,poj3126,poj3087.poj3414)
簡單搜索技巧和剪枝(poj2531,poj1416,poj2676,1129)
五.動態規劃
背包問題. (poj1837,poj1276)
型如下表的簡單DP(可參考lrj的書 page149):
E[j]=opt{D+w(i,j)} (poj3267,poj1836,poj1260,poj2533)
E[i,j]=opt{D[i-1,j]+xi,D[i,j-1]+yj,D[i-1][j-1]+zij} (最長公共子序列) (poj3176,poj1080,poj1159)
C[i,j]=w[i,j]+opt{C[i,k-1]+C[k,j]}.(最優二分檢索樹問題)
六.數學
組合數學:
1.加法原理和乘法原理.
2.排列組合.
3.遞推關系.
(POJ3252,poj1850,poj1019,poj1942)
數論.
1.素數與整除問題
2.進制位.
3.同餘模運算.
(poj2635, poj3292,poj1845,poj2115)
計算方法.
1.二分法求解單調函數相關知識.(poj3273,poj3258,poj1905,poj3122)
七.計算幾何學.
幾何公式.
叉積和點積的運用(如線段相交的判定,點到線段的距離等). (poj2031,poj1039)
多邊型的簡單演算法(求面積)和相關判定(點在多邊型內,多邊型是否相交)
(poj1408,poj1584)
凸包. (poj2187,poj1113)
中級(校賽壓軸及省賽中等難度):
一.基本演算法:
C++的標准模版庫的應用. (poj3096,poj3007)
較為復雜的模擬題的訓練(poj3393,poj1472,poj3371,poj1027,poj2706)
二.圖演算法:
差分約束系統的建立和求解. (poj1201,poj2983)
最小費用最大流(poj2516,poj2516,poj2195)
雙連通分量(poj2942)
強連通分支及其縮點.(poj2186)
圖的割邊和割點(poj3352)
最小割模型、網路流規約(poj3308)
三.數據結構.
線段樹. (poj2528,poj2828,poj2777,poj2886,poj2750)
靜態二叉檢索樹. (poj2482,poj2352)
樹狀樹組(poj1195,poj3321)
RMQ. (poj3264,poj3368)
並查集的高級應用. (poj1703,2492)
KMP演算法. (poj1961,poj2406)
四.搜索
最優化剪枝和可行性剪枝
搜索的技巧和優化 (poj3411,poj1724)
記憶化搜索(poj3373,poj1691)
五.動態規劃
較為復雜的動態規劃(如動態規劃解特別的旅行商TSP問題等)
(poj1191,poj1054,poj3280,poj2029,poj2948,poj1925,poj3034)
記錄狀態的動態規劃. (POJ3254,poj2411,poj1185)
樹型動態規劃(poj2057,poj1947,poj2486,poj3140)
六.數學
組合數學:
1.容斥原理.
2.抽屜原理.
3.置換群與Polya定理(poj1286,poj2409,poj3270,poj1026).
4.遞推關系和母函數.
數學.
1.高斯消元法(poj2947,poj1487, poj2065,poj1166,poj1222)
2.概率問題. (poj3071,poj3440)
3.GCD、擴展的歐幾里德(中國剩餘定理) (poj3101)
計算方法.
1.0/1分數規劃. (poj2976)
2.三分法求解單峰(單谷)的極值.
3.矩陣法(poj3150,poj3422,poj3070)
4.迭代逼近(poj3301)
隨機化演算法(poj3318,poj2454)
雜題(poj1870,poj3296,poj3286,poj1095)
七.計算幾何學.
坐標離散化.
掃描線演算法(例如求矩形的面積和周長並,常和線段樹或堆一起使用)
(poj1765,poj1177,poj1151,poj3277,poj2280,poj3004)
多邊形的內核(半平面交)(poj3130,poj3335)
幾何工具的綜合應用.(poj1819,poj1066,poj2043,poj3227,poj2165,poj3429)
高級(regional中等難度):
一.基本演算法要求:
代碼快速寫成,精簡但不失風格
(poj2525,poj1684,poj1421,poj1048,poj2050,poj3306)
保證正確性和高效性. poj3434
二.圖演算法:
度限制最小生成樹和第K最短路. (poj1639)
最短路,最小生成樹,二分圖,最大流問題的相關理論(主要是模型建立和求解)
(poj3155, poj2112,poj1966,poj3281,poj1087,poj2289,poj3216,poj2446
最優比率生成樹. (poj2728)
最小樹形圖(poj3164)
次小生成樹.
無向圖、有向圖的最小環
三.數據結構.
trie圖的建立和應用. (poj2778)
LCA和RMQ問題(LCA(最近公共祖先問題) 有離線演算法(並查集+dfs) 和 在線演算法(RMQ+dfs)).(poj1330)
雙端隊列和它的應用(維護一個單調的隊列,常常在動態規劃中起到優化狀態轉移的目的). (poj2823)
左偏樹(可合並堆).
後綴樹(非常有用的數據結構,也是賽區考題的熱點).(poj3415,poj3294)
四.搜索
較麻煩的搜索題目訓練(poj1069,poj3322,poj1475,poj1924,poj2049,poj3426)
廣搜的狀態優化:利用M進制數存儲狀態、轉化為串用hash表判重、按位壓縮存儲狀態、雙向廣搜、A*演算法. (poj1768,poj1184,poj1872,poj1324,poj2046,poj1482)
深搜的優化:盡量用位運算、一定要加剪枝、函數參數盡可能少、層數不易過大、可以考慮雙向搜索或者是輪換搜索、IDA*演算法. (poj3131,poj2870,poj2286)
五.動態規劃
需要用數據結構優化的動態規劃.(poj2754,poj3378,poj3017)
四邊形不等式理論.
較難的狀態DP(poj3133)
六.數學
組合數學.
1.MoBius反演(poj2888,poj2154)
2.偏序關系理論.
博奕論.
1.極大極小過程(poj3317,poj1085)
2.Nim問題.
七.計算幾何學.
半平面求交(poj3384,poj2540)
可視圖的建立(poj2966)
點集最小圓覆蓋.
對踵點(poj2079)
F. C語言程序的演算法怎麼算
一般程序有3種結構,順序、選擇、循環。
順序嘛就不用說了,選擇用於有條件的情況,例如成績<60,評級為'D',60<成績<70評級為'C'...
循環就是用於重復做某樣計算,就如同你的問題,累加(譬如從1+2...+100)實際上就是循環的典型也是最基本應用。
int
i,sum=0;
for(i=1;i<=100;i++)
sum
=
sum
+i;
G. 程序設計常見的演算法
常用的演算法有:遞推法、貪心法、列舉法、遞歸法、分治法和模擬法。
建議你去看看《演算法導論》,上面很全的。
H. 計算機程序演算法
平時說的演算法就是數學上的計算方法,計算機中的演算法是:解決問題的方法,不一定用數學方法(但大多都是數學方法),只要能通過計算機語言表達出來,達到最終目的的步驟都叫演算法
I. 如何對一個程序進行演算法分析時間復雜度怎麼算
演算法的復雜性
演算法的復雜性是演算法效率的度量,是評價演算法優劣的重要依據。一個演算法的復雜性的高低體現在運行該演算法所需要的計算機資源的多少上面,所需的資源越多,我們就說該演算法的復雜性越高;反之,所需的資源越低,則該演算法的復雜性越低。
計算機的資源,最重要的是時間和空間(即存儲器)資源。因而,演算法的復雜性有時間復雜性和空間復雜性之分。
不言而喻,對於任意給定的問題,設計出復雜性盡可能低的演算法是我們在設計演算法時追求的一個重要目標;另一方面,當給定的問題已有多種演算法時,選擇其中復雜性最低者,是我們在選用演算法適應遵循的一個重要准則。因此,演算法的復雜性分析對演算法的設計或選用有著重要的指導意義和實用價值。
簡言之,在演算法學習過程中,我們必須首先學會對演算法的分析,以確定或判斷演算法的優劣。
1.時間復雜性:
例1:設一程序段如下(為討論方便,每行前加一行號)
(1) for i:=1 to n do
(2) for j:=1 to n do
(3) x:=x+1
......
試問在程序運行中各步執行的次數各為多少?
解答:
行號 次數(頻度)
(1) n+1
(2) n*(n+1)
(3) n*n
可見,這段程序總的執行次數是:f(n)=2n2+2n+1。在這里,n可以表示問題的規模,當n趨向無窮大時,如果 f(n)的值很小,則演算法優。作為初學者,我們可以用f(n)的數量級O來粗略地判斷演算法的時間復雜性,如上例中的時間復雜性可粗略地表示為T(n)=O(n2)。
2.空間復雜性:
例2:將一一維數組的數據(n個)逆序存放到原數組中,下面是實現該問題的兩種演算法:
演算法1:for i:=1 to n do
b[i]:=a[n-i+1];
for i:=1 to n do
a[i]:=b[i];
演算法2:for i:=1 to n div 2 do
begin
t:=a[i];a[i]:=a[n-i-1];a[n-i-1]:=t
end;
演算法1的時間復雜度為2n,空間復雜度為2n
演算法2的時間復雜度為3*n/2,空間復雜度為n+1
顯然演算法2比演算法1優,這兩種演算法的空間復雜度可粗略地表示為S(n)=O(n)
信息學比賽中,經常是:只要不超過內存,盡可能用空間換時間。
J. 單片機C語言延時程序的計算,是什麼樣的演算法,請求高手。
void delay(unsigned char cnt)和void delay(unsigned int cnt)意義上是一樣的
延時程序的延時過程,是
while(--cnt);
程序運行過程中消耗的時間
如何計算時間
這要根據你單片機上的晶振頻率
51系列單片機1個機器周期等於12個時鍾周期,12MHz晶振的話一個機器周期=1/12MHz*12=1us
delay(1000),
delay(1000)即--cnt這條指令運行1000次,消耗1000個機器周期,即1ms。在這個程序上運行消耗1ms時間,相當於延時1ms。