Time Limit Exceeded的原因及避免方法

转载自:https://blog.youkuaiyun.com/MTOY_320/article/details/78363375?locationNum=7&fps=1

经常会遇到这种令人抓狂的情况

自己编写的程序在codeblocks上怎么编译运行都能输出正确结果

然而一提交,却无法Accept,很多时候显示的并不是Wrong Answer 而是比WrongAnswer更令人绝望的  。

在oj中,给定的Time Limit 是1000MS,出现Time Limit  Exceeded则说明这个程序的运行时间超过了这个限度。

经过几道题,我猜想了几个关于超时的原因:

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1.没有循环终止条件。

就是说程序中存在一个循环,但是这个循环没有终止条件,或者说是条件太宽泛,在运行的时候虽然能输出结果,但这个循环会一直循环下去,导致运行时间过长。

例如:

在1001中,要测试多组数据,进行多次循环,

如果这样写

for(m=0;m>0;m++)

scanf(.......)

......

企图让输入一直循环,理论上并没有什么问题,程序也能运行正确,但却会超时。

因为没有一个终止的条件,计算机会一直不断去运行,m只会无限大,这是实际一种很无赖的做法。

 

而如果要想用一个合理的方式实现无限次循环,就需要用

while(scanf()!=EOF)

......

这里虽然也可无限次的循环,却有了终止条件:返回值为-1 的时候

关于while(scanf()!=EOF)的用法原理,

我再网上查阅得到:

  scanf("%d,%d", &a, &b)中

  如果a和b都被成功读入,那么scanf的返回值就是2

    如果只有a被成功读入,返回值为1

    如果a和b都未被成功读入,返回值为0

 如果遇到错误或遇到end of file,返回值为EOF。

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2.函数调用超时。

例如:

在1279中,需要用到一个n的阶乘。

在第一次做的时候,我调用了一个递归函数来求阶乘,运行测试正确,却出现了超时情况。

然后换了一种做法,用一个for循环去求阶乘,结果就通过了。

我上网查询得到,递归调用因为经常会调用自身很多次,所以时间的复杂度是指数级别的。

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3.程序算法不够优化。

就是说自己的程序太复杂,存在更快更有效率的方法。

所以在解决问题时,应尽量选择简单的算法。

如果遇到了这种情况,只能换一个思路了。

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4.程序本身存在问题。

<think>嗯,我现在要解决HDOJ 2095题目的时间限制超时问题。首先,我需要了解这个题目的具体要求。HDOJ 2095的题目名称是“find your present (2)”,应该和找出数组中唯一出现奇数次的数字有关。根据题目描述,给定一个数组,其中只有一个数字出现了奇数次,其他都出现偶数次,需要找出这个数。用户提到了时间限制超时,也就是TLE,所以问题可能出在算法的时间复杂度上。 首先,我应该回顾一下常见的解决方案。最直接的方法可能是遍历数组,用哈希表或字典统计每个数字出现的次数,然后再次遍历查找出现奇数次的数字。这种方法的时间复杂度是O(n),空间复杂度也是O(n)。但可能当输入规模很大时,比如n很大的时候,哈希表的操作可能会比较耗时,或者内存占用过高导致超时或者内存超限。 然后,我想到有一个更高效的方法,即使用异或运算(XOR)。因为异或运算有一个性质:任何数和自身异或结果为0,而0和任何数异或结果为该数本身。所以,如果所有出现偶数次的数字异或之后会互相抵消为0,剩下的就是那个出现奇数次的数字。这种方法的时间复杂度是O(n),空间复杂度是O(1),因为只需要一个变量来保存异或的结果。这种方法显然更高效,应该可以避免TLE的问题。 不过,用户已经遇到了TLE,可能他之前使用的是哈希表的方法,导致时间或空间不够。这时候应该建议他改用异或的方法。例如,在Python中,可以初始化一个变量result为0,然后遍历数组中的每个数,不断异或到result中,最后得到的result就是目标数。这种方法不仅时间快,还节省空间,不会因为数据量大而占用过多内存。 另外,我需要检查是否有其他可能的问题。比如输入输出方式是否高效。在Python中,如果使用input()函数逐个读取输入,当数据量很大时,可能会比较慢。这时候可以考虑使用sys.stdin.readline()来加速读取。或者,将整个输入一次性读取处理,比如用split()分割成列表,再进行处理。这样可以减少I/O操作的时间,避免TLE。 此外,还需要注意题目中的输入结束条件。例如,HDOJ的题目可能需要在读到特定输入(如0)时终止循环。正确处理输入结束条件也是避免死循环或无效操作的关键。 总结下来,解决方案的关键点包括: 1. 使用异或运算代替哈希表统计,降低时间复杂度和空间复杂度。 2. 优化输入输出方法,使用更高效的读取方式。 3. 确保正确处理输入结束条件,避免多余的操作。 现在需要将这些步骤具体化,给出示例代码,并解释每一步的作用。同时,可能需要提醒用户注意数据范围和可能的特殊情况,比如所有数都出现偶数次,但题目保证只有一个出现奇数次,所以不需要处理这种情况。</think>针对HDOJ 2095时间超限问题,可通过优化算法和输入输出方法解决。以下是分步说明: ### 问题分析 题目要求找出唯一出现奇数次的数字。直接使用哈希表统计频率会导致$O(n)$空间复杂度,当数据规模极大时可能触发内存限制或超时[^1]。 ### 优化方案 #### 1. **异或运算优化** 利用异或运算特性: - 交换律:$a \oplus b = b \oplus a$ - 结合律:$(a \oplus b) \oplus c = a \oplus (b \oplus c)$ - 自反性:$a \oplus a = 0$,$0 \oplus a = a$ 将所有数字连续异或后,结果即为目标值: $$ \text{result} = x_1 \oplus x_2 \oplus \cdots \oplus x_n $$ 时间复杂度为$O(n)$,空间复杂度为$O(1)$[^2]。 #### 2. **输入输出优化** - 使用`sys.stdin`批量读取输入,避免逐行读取的延迟 - 在Python中优先选择字符串分割处理 ### 示例代码 ```python import sys for line in sys.stdin: n = int(line.strip()) if n == 0: break nums = list(map(int, sys.stdin.readline().split())) result = 0 for num in nums: result ^= num print(result) ``` ### 关键优化点说明 | 优化方向 | 原方法问题 | 优化后效果 | |----------------|------------------------|--------------------------| | 算法选择 | 哈希表统计频率 | 异或运算直接计算 | | 时间复杂度 | $O(n)$但常数项较大 | $O(n)$且运算速度更快 | | 空间复杂度 | $O(n)$存储哈希表 | $O(1)$仅需一个变量 | | 输入输出效率 | 逐行读取效率低 | 批量读取减少I/O次数 | ### 注意事项 - **终止条件**:当读到$n=0$时结束程序 - **数据范围**:题目保证有且仅有一个解,无需额外验证 - **数值溢出**:Python整数无溢出问题,可直接处理大数
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