如何评判算法好坏

算法好坏可以通过下面两个纬度进行评判:

  • 时间复杂度

    评估执行程序的次数(执行时间)

  • 空间复杂度

    评估执行程序所需的存储空间

时间复杂度和空间复杂度描述方式

一般用 大O表示法 来描述复杂度,表示 数据规模n 对应的复杂度。不过要注意 大O表示法 仅仅是一种粗略的分析模型,是一种估算,用来帮助我们在短时间内了解一个算法的执行效率。

时间复杂度

时间复杂度又称"渐进式时间复杂度",用来表示代码执行时间与数据规模之间的增长关系

时间复杂度的推倒步骤:

  1. 找出算法中的基本语句

    算法中执行次数最多的那条语句就是基本语句,通常是最内层循环的循环体。

  2. 计算基本语句的执行次数的数量级

    只需计算基本语句执行次数的数量级,这就意味着只要保证基本语句执行次数的函数中的最高次幂正确即可,可以忽略所有低次幂和最高次幂的系数。这样能够简化算法分析,并且使注意力集中在最重要的一点上:增长率。可以简单概括为忽略常数、系数、低阶

  3. 用大Ο记号表示算法的时间性能

    将基本语句执行次数的数量级放入大Ο记号中。

简单举几个推倒大O表达式的例子:

  • 9 => O(1)
  • 2n + 3 => O(n)
  • n^2 + 2n + 3 => O(n^2)
  • 4n^3 + 3n^2 + 22n + 100 => O(n^3)
  • 5log_2n+20 => O(logn)
  • 2n+3nlog_2n+19 => O(nlogn)
  • 2n => O(2^n)

常见的算法时间复杂度

由小到大依次为:常量阶 O(1) < 对数阶 O(logn) < 线性阶 O(n) < 线性对数阶 O(nlogn) < 平方阶 O(n^2) < 立方阶 O(n^3) < k 方阶... < 指数阶 O(2^n) < 阶乘阶 O(n!)

空间复杂度

空间复杂度,又称"渐进空间复杂度",用来表示代码存储空间与数据规模之间的增长关系。

空间复杂度包含三个部分:输入数据所占的存储空间,程序本身所占的空间,算法执行过程中所需的存储空间。

我们谈的空间复杂度,一般都是在讨论第三个部分,即算法执行过程中所需的存储空间。因为前两个部分,与算法并无太大关系,是由输入数据的规模以及编译链接后生成的可执行程序的大小决定。

空间复杂度的推倒规则:

  1. 当一个算法的需要的空间为一个常量,即不随被处理 数据规模n 的大小而改变时,可表示为 O(1)
  2. 当一个算法的需要的空间和 数据规模n 成正比,可表示为 O(n)

当然像 O(n^2)、O(n^3)、O(logn)、O(nlogn) 也有,不过很少见。

如何优化算法

  1. 用尽量少的存储空间
  2. 用尽量少的执行步骤
  3. 根据具体情况,选择空间换时间或时间换空间

参考文献

  1. 大O表示法
  2. 如何理解算法的空间复杂度?

Title: 如何评判算法好坏

Date: 2020.07.22

Author: zhangpeng

Github: https://github.com/fullstack-zhangpeng

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 158,736评论 4 362
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,167评论 1 291
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,442评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,902评论 0 204
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,302评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,573评论 1 216
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,847评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,562评论 0 197
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,260评论 1 241
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,531评论 2 245
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,021评论 1 258
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,367评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,016评论 3 235
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,068评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,827评论 0 194
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,610评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,514评论 2 269