算法:是解决特定问题求解步骤的描述,在计算机中表现为指令的有限序列,并且每条指令表示一个或多个操作。
算法的特性:1.输入输出 2.有穷性(不会出现死循环) 3.确定性(每一步骤都具有确定的含义,不会出现二义性)
3.可行性
算法设计的要求:1.正确性 2.可读性 3.健壮性(当输入数据不合法时,算法也能做出相应的处理,而不是产生异常和莫名其妙的结果) 4.时间效率高和存储量低
算法效率的度量方法:1.事后统计方法 2.事前分析估算
事后统计分析的缺陷:1.必须依据算法事先编好程序
2.时间的比较比较依赖计算机硬件和软件等环境因素
3.算法的测试数据设计难,并且还与测试数据的规模有关。
判断一个算法的效率时,函数中的常数和其他次要项常常可以忽略,而更应该关注主项(最高阶项)的阶数。
算法的时间复杂度:算法的时间度量。记作T(n)=O(f(n)),其中f(n)是问题规模的n的某个函数。用大写O()来体现时间复杂度的记法,称为大O记法。
一般情况下,随着n的增大,T(n)增长最慢的算法为最优算法。O(1)叫常数阶,O(n)叫线性阶,O(n^2)叫平方阶。
常见的时间复杂度所耗费的时间从小到大依次是:
O(1)<O(logn)<O(n)<O(nlogn)<O(n2)<O(n3)<O(2^n)<O(n!)
<O(n^n)
通常,除非特别指定,我们提到的运行时间都是最坏情况下的运行时间。
平均时间是所有情况中最有意义的,因为它是期望的运行时间。
算法空间复杂度:通过计算算法所需的存储空间实现,计算公式:S(n)=O(f(n)),n为问题规模,f(n)为语句关于n所占存储空间的函数。