Python算法中的时间复杂度问题

yipeiwu_com6年前Python基础

在实现算法的时候,通常会从两方面考虑算法的复杂度,即时间复杂度和空间复杂度。顾名思义,时间复杂度用于度量算法的计算工作量,空间复杂度用于度量算法占用的内存空间。

本文将从时间复杂度的概念出发,结合实际代码示例分析算法的时间复杂度。

渐进时间复杂度

时间复杂度是算法运算所消耗的时间,因为不同大小的输入数据,算法处理所要消耗的时间是不同的,因此评估一个算运行时间是比较困难的,所以通常关注的是时间频度,即算法运行计算操作的次数,记为T(n),其中n称为问题的规模。

同样,因为n是一个变量,n发生变化时,时间频度T(n) 也在发生变化,我们称时间复杂度的极限情形称为算法的渐近时间复杂度,记为O(n),不包含函数的低阶和首项系数。

我们以如下 例子来解释一下:

如上例子中,我们根据代码上执行的平均时间假设,计算 run_time(n) 函数的时间复杂度,如下:

上述时间复杂度计算公式T(n) ,是我们对函数 run_time(n) 进行的时间复杂度的估算。当n 值非常大的时候,T(n)函数中常数项 time0 以及n的系数 (time1+time2+time3+time4) 对n的影响也可以忽略不计了,因此这里函数run_time(n) 的时间复杂度我们可以表示为 O(n)。

因为我们计算的是极限状态下(如,n非常大)的时间复杂度,因此其中存在以下两种特性:

低阶项相对于高阶项产生的影响很小,可以忽略不计。 最高项系数对最高项的影响也很小,可以忽略不计。

根据上述两种特性,时间复杂度的计算方法:

1.只取最高阶项,去掉低阶项。

2.去掉最高项的系数。

3.针对常数阶,取时间复杂度为O(1)。

我们通过下面例子理解一下常见的时间复杂度,如下:

时间复杂度:常数阶 O(1)

时间复杂度:线性阶 O(n)

时间复杂度:线性阶 O(n)

时间复杂度:平方阶 O(n^2)

时间复杂度:平方阶 O(n^2)

时间复杂度:平方阶 O(n^2)

时间复杂度:立方阶 O(n^3)

时间复杂度:对数阶 O(logn)

随着问题规模n的不断增大,上述时间复杂度不断增大,算法的执行效率越低,时间复杂度排序如下:

练习一下

如下count_sort 函数实现了计数排序,列表中的数范围都在0到100之间,列表长度大约为100万。

如上count_sort 函数的 空间复杂度为 O(n),公式如下:

总结

以上所述是小编给大家介绍的Python算法中的时间复杂度问题,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对【听图阁-专注于Python设计】网站的支持!
如果你觉得本文对你有帮助,欢迎转载,烦请注明出处,谢谢!

相关文章

python实现图像检索的三种(直方图/OpenCV/哈希法)

python实现图像检索的三种(直方图/OpenCV/哈希法)

简介: 本文介绍了图像检索的三种实现方式,均用python完成,其中前两种基于直方图比较,哈希法基于像素分布。 检索方式是:提前导入图片库作为检索范围,给出待检索的图片,将其与图片库...

Python3从零开始搭建一个语音对话机器人的实现

Python3从零开始搭建一个语音对话机器人的实现

01-初心缘由 最近在研究语音识别方向,看了很多的语音识别的资料和文章,了解了一下语音识别的前世今生,其中包含了很多算法的演变,目前来说最流行的语音识别算法主要是依赖于深度学习的神经网络...

Python正则获取、过滤或者替换HTML标签的方法

本文实例介绍了Python通过正则表达式获取,去除(过滤)或者替换HTML标签的几种方法,具体内容如下 python正则表达式关键内容: python正则表达式转义符: . 匹配除...

Python实现文件按照日期命名的方法

本文实例讲述了Python实现文件按照日期命名的方法。分享给大家供大家参考。具体实现方法如下: 这里实现文件按照创建的时期批量重命名的功能 # -*- coding: utf-8 -...

Python实现线性判别分析(LDA)的MATLAB方式

Python实现线性判别分析(LDA)的MATLAB方式

线性判别分析(linear discriminant analysis),LDA。也称为Fisher线性判别(FLD)是模式识别的经典算法。 (1)中心思想:将高维的样本投影到最佳鉴别矢...