快速排序方法的時間複雜度為on2nn

2021-03-04 06:35:00 字數 5055 閱讀 9015

1樓:匿名使用者

1)對於你的問題簡單解釋如下:

理論計算機研究中,衡量演算法一般從兩個方面分析:時間複雜度和空間複雜度。空間複雜度跟時間複雜度是類似的,下面簡單解釋一下時間複雜度:

對於一個資料規模為n的問題,解決該問題的演算法所用時間可以用含有n的函式t(n)來表示。對於絕大多數情況,我們只需要瞭解演算法的一般效能而不考慮細節,也就是說,我們只關心函式t(n)的表示式的形式,而不關心表示式的常數係數等與資料規模沒有關係的量值。對於函式t(n),我們又進一步將它簡化為o(n),即只考慮演算法平均執行時間的「瓶頸」,也就是t(n)表示式中,關於變數n增長最快的哪一項。

比如下面的**:

for(int i=1; i<=n*2; i++)for(int j=1; j<=n; j++)// do something here

那麼這個演算法的時間複雜度就是o(n^2),因為它有兩層迴圈,每層迴圈的資料規模都是n。注意第一層迴圈(外迴圈)要迭代n*2次,則實際上t(n)=2*n*n,而對於o(n)來說,我們忽略了常數2,只保留了n^2。這就是大o記法的一個概括,並不精確。

對於時間複雜度的更精確、深入的解釋,可以自己查閱《演算法導論》第一章。

2)更正你的問題:快速排序演算法的時間複雜度應該為o(n lg n)。注意三種時間複雜度符號表示的不同意義!

英文字母o代表的是平均執行時間,因此對於快速排序來說應該是o(n lg n)。而使用下界函式omega或者上界函式theta則分別表示演算法執行的最快和最慢時間。對於未使用隨機化的快速排序,理論上可以證明,存在某一方法構造出一組資料使快速排序「退化」成平方複雜度演算法即theta(n^2)。

但是對於其o(n)表示法應該為o(n^2)。

2樓:匿名使用者

n 趨於無窮大時無窮大的階數。

同一問題可用不同演算法解決,而一個演算法的質量優劣將影響到演算法乃至程式的效率。演算法分析的目的在於選擇合適演算法和改進演算法。

電腦科學中,演算法的時間複雜度是一個函式,它定量描述了該演算法的執行時間。這是一個關於代表演算法輸入值的字串的長度的函式。時間複雜度常用大o符號表述,不包括這個函式的低階項和首項係數。

使用這種方式時,時間複雜度可被稱為是漸近的,它考察當輸入值大小趨近無窮時的情況。

快速排序方法的時間複雜度為o(n^2)=n(n-1)/2中o()是什麼意思? 200

3樓:匿名使用者

o(1): 表示演算法

的執行時間為常量

o(n): 表示該演算法是線性演算法

o(㏒2n): 二分查詢演算法

o(n2): 對陣列進行排序的各種簡單演算法,例如直接插入排序的演算法。

o(n3): 做兩個n階矩陣的乘法運算

o(2n): 求具有n個元素集合的所有子集的演算法o(n!):

求具有n個元素的全排列的演算法o(n²)表示當n很大的時候,複雜度約等於**²,c是某個常數,簡單說就是當n足夠大的時候,n的線性增長,複雜度將沿平方增長。

一個演算法執行所耗費的時間,從理論上是不能算出來的,必須上機執行測試才能知道。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)。

一般情況下,演算法中基本操作重複執行的次數是問題規模n的某個函式,用t(n)表示,若有某個輔助函式f(n),使得當n趨近於無窮大時,t(n)/f(n)的極限值為不等於零的常數,則稱f(n)是t(n)的同數量級函式。記作t(n)=o(f(n)),稱o(f(n))

為演算法的漸進時間複雜度,簡稱時間複雜度。

4樓:匿名使用者

1)對於你的問題簡單解釋如下:

理論計算機研究中,衡量演算法一般從兩個方面分析:時間複雜度和空間複雜度。空間複雜度跟時間複雜度是類似的,下面簡單解釋一下時間複雜度:

對於一個資料規模為n的問題,解決該問題的演算法所用時間可以用含有n的函式t(n)來表示。對於絕大多數情況,我們只需要瞭解演算法的一般效能而不考慮細節,也就是說,我們只關心函式t(n)的表示式的形式,而不關心表示式的常數係數等與資料規模沒有關係的量值。對於函式t(n),我們又進一步將它簡化為o(n),即只考慮演算法平均執行時間的「瓶頸」,也就是t(n)表示式中,關於變數n增長最快的哪一項。

比如下面的**:

for(int i=1; i<=n*2; i++)for(int j=1; j<=n; j++)// do something here

那麼這個演算法的時間複雜度就是o(n^2),因為它有兩層迴圈,每層迴圈的資料規模都是n。注意第一層迴圈(外迴圈)要迭代n*2次,則實際上t(n)=2*n*n,而對於o(n)來說,我們忽略了常數2,只保留了n^2。這就是大o記法的一個概括,並不精確。

對於時間複雜度的更精確、深入的解釋,可以自己查閱《演算法導論》第一章。

2)更正你的問題:快速排序演算法的時間複雜度應該為o(n lg n)。注意三種時間複雜度符號表示的不同意義!

英文字母o代表的是平均執行時間,因此對於快速排序來說應該是o(n lg n)。而使用下界函式omega或者上界函式theta則分別表示演算法執行的最快和最慢時間。對於未使用隨機化的快速排序,理論上可以證明,存在某一方法構造出一組資料使快速排序「退化」成平方複雜度演算法即theta(n^2)。

但是對於其o(n)表示法應該為o(n^2)。

快速排序的時間複雜度

5樓:匿名使用者

1.快速排序-時空複雜度:

快速排序每次將待排序陣列分為兩個部分,在理想狀況下,每一次都將待排序陣列劃分成等長兩個部分,則需要logn次劃分。

而在最壞情況下,即陣列已經有序或大致有序的情況下,每次劃分只能減少一個元素,快速排序將不幸退化為氣泡排序,所以快速排序時間複雜度下界為o(nlogn),最壞情況為o(n^2)。在實際應用中,快速排序的平均時間複雜度為o(nlogn)。

快速排序在對序列的操作過程中只需花費常數級的空間。空間複雜度s(1)。

但需要注意遞迴棧上需要花費最少logn最多n的空間。

2.快速排序-隨機化演算法:

快速排序的實現需要消耗遞迴棧的空間,而大多數情況下都會通過使用系統遞迴棧來完成遞迴求解。在元素數量較大時,對系統棧的頻繁存取會影響到排序的效率。

一種常見的辦法是設定一個閾值,在每次遞迴求解中,如果元素總數不足這個閾值,則放棄快速排序,呼叫一個簡單的排序過程完成該子序列的排序。這樣的方法減少了對系統遞迴棧的頻繁存取,節省了時間的消費。

一般的經驗表明,閾值取一個較小的值,排序演算法採用選擇、插入等緊湊、簡潔的排序。一個可以參考的具體方案:閾值t=10,排序演算法用選擇排序。

閾值不要太大,否則省下的存取系統棧的時間,將會被簡單排序演算法較多的時間花費所抵消。

另一個可以參考的方法,是自行建棧模擬遞迴過程。但實際經驗表明,收效明顯不如設定閾值。

3.快速排序的最壞情況基於每次劃分對主元的選擇。基本的快速排序選取第一個元素作為主元。

這樣在陣列已經有序的情況下,每次劃分將得到最壞的結果。一種比較常見的優化方法是隨機化演算法,即隨機選取一個元素作為主元。這種情況下雖然最壞情況仍然是o(n^2),但最壞情況不再依賴於輸入資料,而是由於隨機函式取值不佳。

實際上,隨機化快速排序得到理論最壞情況的可能性僅為1/(2^n)。所以隨機化快速排序可以對於絕大多數輸入資料達到o(nlogn)的期望時間複雜度。一位前輩做出了一個精闢的總結:

「隨機化快速排序可以滿足一個人一輩子的人品需求。」

隨機化快速排序的唯一缺點在於,一旦輸入資料中有很多的相同資料,隨機化的效果將直接減弱。對於極限情況,即對於n個相同的數排序,隨機化快速排序的時間複雜度將毫無疑問的降低到o(n^2)。解決方法是用一種方法進行掃描,使沒有交換的情況下主元保留在原位置。

4.設要排序的陣列是a[0]……a[n-1],首先任意選取一個資料(通常選用第一個資料)作為關鍵資料,然後將所有比它小的數都放到它前面,所有比它大的數都放到它後面,這個過程稱為一趟快速排序。一趟快速排序的演算法是:

1)設定兩個變數i、j,排序開始的時候:i=0,j=n-1;

2)以第一個陣列元素作為關鍵資料,賦值給key,即 key=a[0];

3)從j開始向前搜尋,即由後開始向前搜尋(j=j-1),找到第一個小於key的值a[j],並與a[i]交換;

4)從i開始向後搜尋,即由前開始向後搜尋(i=i+1),找到第一個大於key的a[i],與a[j]交換;

5)重複第3、4、5步,直到 i=j; (3,4步是在程式中沒找到時候j=j-1,i=i+1。找到並交換的時候i, j指標位置不變。另外當i=j這過程一定正好是i+或j+完成的最後另迴圈結束)

例如:待排序的陣列a的值分別是:(初始關鍵資料:x=49) 注意關鍵x永遠不變,永遠是和x進行比較,無論在什麼位子,最後的目的就是把x放在中間,小的放前面大的放後面。

a[0] 、 a[1]、 a[2]、 a[3]、 a[4]、 a[5]、 a[6]:

49 38 65 97 76 13 27

進行第一次交換後: 27 38 65 97 76 13 49

( 按照演算法的第三步從後面開始找)

進行第二次交換後: 27 38 49 97 76 13 65

( 按照演算法的第四步從前面開始找》x的值,65>49,兩者交換,此時:i=3 )

進行第三次交換後: 27 38 13 97 76 49 65

( 按照演算法的第五步將又一次執行演算法的第三步從後開始找

進行第四次交換後: 27 38 13 49 76 97 65

( 按照演算法的第四步從前面開始找大於x的值,97>49,兩者交換,此時:i=4,j=6 )

此時再執行第三步的時候就發現i=j,從而結束一趟快速排序,那麼經過一趟快速排序之後的結果是:27 38 13 49 76 97 65,即所以大於49的數全部在49的後面,所以小於49的數全部在49的前面。

快速排序就是遞迴呼叫此過程——在以49為中點分割這個資料序列,分別對前面一部分和後面一部分進行類似的快速排序,從而完成全部資料序列的快速排序,最後把此資料序列變成一個有序的序列,根據這種思想對於上述陣列a的快速排序的全過程如圖6所示:

初始狀態

進行一次快速排序之後劃分為 49

分別對前後兩部分進行快速排序 經第三步和第四步交換後變成 完成排序。

經第三步和第四步交換後變成 完成排序。

快速排序演算法在平均情況下的時間複雜度為求詳解

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