1.2
空间复杂度S(n) ——根据算法写成的程序在执行时 占用存储单元的长度。这个长度往往与输入数据的 规模有关。空间复杂度过高的算法可能导致使用的 内存超限,造成程序非正常中断。
时间复杂度T(n) ——根据算法写成的程序在执行时 耗费时间的长度。这个长度往往也与输入数据的规 模有关。时间复杂度过高的低效算法可能导致我们 在有生之年都等不到运行结果。
在分析一般算法的效率时,我们经常关注下面 两种复杂度
最坏情况复杂度 Tworst( n )
平均复杂度 Tavg( n )
T(n) = O(f(n)) 表示存在常数C >0, n0>0 使得当 n>=n0 时有T(n) <= C·f(n)
T(n) = Ω(g(n)) 表示存在常数C >0, n0>0 使得当 n>=n0 时有T(n) >= C·g(n)
T(n) = Θ(h(n)) 表示同时有T(n) = O(h(n)) 和 T(n) = Ω(h(n))
若两段算法分别有复杂度T1(n) = O(f1(n)) 和T2(n) = O(f2(n)),则
T1(n) + T2(n) = max( O(f1(n)), O(f2(n)) )
T1(n) x T2(n) = O( f1(n) x f2(n) )
若T(n)是关于n的k阶多项式,那么T(n)=Θ(n^k)
一个for循环的时间复杂度等于循环次数乘以循环体 代码的复杂度
if-else 结构的复杂度取决于if的条件判断复杂度 和两个分枝部分的复杂度,总体复杂度取三者中最大
算法1
int MaxSubseqSum1(int A[],int N)
{
int ThisSum,MaxSum = 0;
int i,j,l;
for(i = 0;i < N;i++) //i是子列左端位置
{
for(j = i;j < N;j++) //j是子列右端位置
{
ThisSum = 0; //ThisSum是从A[i]到A[j]的子列和
for(k = i;k < j;k++)
ThisSum += A[k];
if(ThisSum > MaxSum) //如果刚得到的这个子列和更大
MaxSum = ThisSum; //则更新结果
}//j循环结束
}//i循环结束
return MaxSum;
}
知识兔算法2
int MaxSubseqSum2(int A[],int N)
{
int ThisSum,MaxSum = 0;
int i,j;
for(i = 0;i < N;i++) //i是子列左端位置
{
ThisSum = 0; //ThisSum是从A[i]到A[j]的子列和
for(j = i;j < N;j++) //j是子列右端位置
{
ThisSum += A[j]; //对于相同的i不同的j,只要在j-1次循环的基础上累加1项即可
if(ThisSum > MaxSum) //如果刚得到的这个子列和更大
MaxSum = ThisSum; //则更新结果
} //j循环结束
} //i循环结束
return MaxSum;
}
知识兔算法3:分而治之
分而治之的思想:把复杂的问题切分成小的块,分头去解决它们,最后将结果合并。
应用在最大子列和问题上,即将存储数据的数组看成左右两部分,分别求出两部分的最大子列和以及贯穿中间线的最大子列和,三个部分中的最大部分即我们要求的最大子列和。
int Max3( int A, int B, int C )
{ /* 返回3个整数中的最大值 */
return A > B ? A > C ? A : C : B > C ? B : C;
}
int DivideAndConquer( int List[], int left, int right )
{ /* 分治法求List[left]到List[right]的最大子列和 */
int MaxLeftSum, MaxRightSum; /* 存放左右子问题的解 */
int MaxLeftBorderSum, MaxRightBorderSum; /*存放跨分界线的结果*/
int LeftBorderSum, RightBorderSum;
int center, i;
if( left == right ) /* 递归的终止条件,子列只有1个数字 */
if( List[left] > 0 ) return List[left];
else return 0;
/* 下面是"分"的过程 */
center = ( left + right ) / 2; /* 找到中分点 */
/* 递归求得两边子列的最大和 */
MaxLeftSum = DivideAndConquer( List, left, center );
MaxRightSum = DivideAndConquer( List, center+1, right );
/* 下面求跨分界线的最大子列和 */
MaxLeftBorderSum = 0; LeftBorderSum = 0;
for( i=center; i>=left; i-- ) { /* 从中线向左扫描 */
LeftBorderSum += List[i];
if( LeftBorderSum > MaxLeftBorderSum )
MaxLeftBorderSum = LeftBorderSum;
} /* 左边扫描结束 */
MaxRightBorderSum = 0; RightBorderSum = 0;
for( i=center+1; i<=right; i++ ) { /* 从中线向右扫描 */
RightBorderSum += List[i];
if( RightBorderSum > MaxRightBorderSum )
MaxRightBorderSum = RightBorderSum;
} /* 右边扫描结束 */
/* 下面返回"治"的结果 */
return Max3( MaxLeftSum, MaxRightSum, MaxLeftBorderSum + MaxRightBorderSum );
}
int MaxSubseqSum3( int List[], int N )
{ /* 保持与前2种算法相同的函数接口 */
return DivideAndConquer( List, 0, N-1 );
}
知识兔算法4
int MaxSubseqSum4(int A[],int N)
{
int ThisSum,MaxSum;
int i;
ThisSum = MaxSum = 0;
for(i = 0;i < N;i++)
{
ThisSum += A[i]; //向右累加
if(ThisSum > MaxSum)
MaxSum = ThisSum; //发现更大和则更新当前结果
else if(ThisSum < 0) //如果当前子列和为负
ThisSum = 0;//则不可能使后面的部分和增大,抛弃之
}
return MaxSum;
}
知识兔课后习题
1.本题要求实现二分查找算法。
函数接口定义:
Position BinarySearch( List L, ElementType X );
知识兔其中List
结构定义如下:
typedef int Position;
typedef struct LNode *List;
struct LNode {
ElementType Data[MAXSIZE];
Position Last; /* 保存线性表中最后一个元素的位置 */
};
知识兔L
是用户传入的一个线性表,其中ElementType
元素可以通过>、=、<进行比较,并且题目保证传入的数据是递增有序的。函数BinarySearch
要查找X
在Data
中的位置,即数组下标(注意:元素从下标1开始存储)。找到则返回下标,否则返回一个特殊的失败标记NotFound
。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAXSIZE 10
#define NotFound 0
typedef int ElementType;
typedef int Position;
typedef struct LNode *List;
struct LNode {
ElementType Data[MAXSIZE];
Position Last; /* 保存线性表中最后一个元素的位置 */
};
List ReadInput(); /* 裁判实现,细节不表。元素从下标1开始存储 */
Position BinarySearch( List L, ElementType X );
int main()
{
List L;
ElementType X;
Position P;
L = ReadInput();
scanf("%d", &X);
P = BinarySearch( L, X );
printf("%d\n", P);
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
知识兔输入样例1:
5
12 31 55 89 101
31
知识兔输出样例1:
2
知识兔输入样例2:
3
26 78 233
31
知识兔输出样例2:
0
我的答案:
知识兔Position BinarySearch(List L , ElementType X){ if (L == NULL) return NotFound; int low = 1, high = L->Last, mid; //low一定小于等于high 如下标为1、2、3 要查询的是下标为1的数,第一次是比较下标为2的,不符合 high就变成了1,如果写low<high就会返回错误的结果 while (low <= high){ mid = (low + high) / 2; if (L->Data[mid] == X)return mid; else if (L->Data[mid] > X)high = mid - 1; else low = mid + 1; } return NotFound;}