案例

Question:一个10寸的面包,每3天吃一寸,那么吃掉整个面包需要几天?
Answer:3 * 10=30D

如果面包长度是N存?如果用一个函数来表达相对时间,那么可以记作T(n) = 3N

Question:一个16寸的面包,每5天吃掉面包剩余的长度的一半,第一次吃掉8寸,第二次吃掉4寸,第三次吃掉2寸...那么吃掉只剩下1寸需要多少天?
Answer:5 * log 16 =5 *4 =20D

如果面包长度是N寸? 那么就需要 5 * logN =5logN 天,记T(n)=5logN

Question: 给小灰一条长10寸的面包和一个鸡腿,小灰每2天吃掉一个鸡腿。那么小灰吃掉整个鸡腿需要多少天呢?
Answer:2D
Why: 吃掉鸡腿和10寸的面包有什么关系

如果面包长度是N寸? 无论面包有多长,吃掉鸡腿的时间仍然是2天 ,记T(n)=2

Question: 给小灰一条长10寸的面包,小灰吃掉第一个一寸需要1天时间,吃掉第二个一寸需要2天时间,吃掉第三个一寸需要3天时间.....每多吃一寸,所花的时间也多一天。那么小灰吃掉整个面包需要多少天呢?
Answer: 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10= 55。

如果面包长度是N寸? 吃掉整个面包就需要 1+2+3+......+ n-1 + n = (1+n)*n/2 = 0.5n^2 + 0.5n , 记作 T(n) = 0.5n^2 + 0.5n

渐进时间复杂度

算法A的相对时间是T(n)= 100n

算法B的相对时间是T(n)= 5n^2

若存在函数 f(n),使得当n趋近于无穷大时,T(n)/ f(n)的极限值为不等于零的常数,则称 f(n)是T(n)的同数量级函数。记作 T(n)= O(f(n)),称O(f(n)) 为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度。 渐进时间复杂度用大写O来表示,所以也被称为大O表示法。

如何推导出时间复杂度呢?有如下几个原则:

  1. 如果运行时间是常数量级,用常数1表示;
  2. 只保留时间函数中的最高阶项;
  3. 如果最高阶项存在,则省去最高阶项前面的系数。

场景1 :

T(n) = 3n

最高阶项为3n,省去系数3,转化的时间复杂度为:

T(n) = O(n)

场景2:

T(n) = 5logn

最高阶项为5logn,省去系数5,转化的时间复杂度为:

T(n) = O(logn)

场景3:

T(n) = 2

只有常数量级,转化的时间复杂度为:

T(n) = O(1)

场景4:

T(n) = 0.5n^2 + 0.5n

最高阶项为0.5n^2,省去系数0.5,转化的时间复杂度为:

T(n) = O(n^2)

这四种时间复杂度究竟谁用时更长,谁节省时间呢?稍微思考一下就可以得出结论: