1. 程式人生 > 其它 >遞迴演算法時間複雜度

遞迴演算法時間複雜度

1:代入

【舉   例】我們有如下的遞迴問題:T(n)=4T(n/2)+O(n)
我們首先預測時間複雜度為O(n2),不妨設T(n)=kn^2(其中k為常數),將該結果帶入方程中可得:左=kn^2,右=4k(n/2)2+O(n)=kn^2+O(n)
由於n^2的階高於n的階,因而左右兩邊是相等的,接下來用數學歸納法進行驗證即可。

2:遞推

例子:T(n)=2T(n/2)+n2

直到n/2^(i+1)=1時,遞迴過程結束

2:Master定理

  • T(n)表示時間複雜度,可以這樣表示:T(n)=一個單項式,例如:T(n)=2T(n/2)+f(n)
  • Θ讀音:theta,表示等於
  • O讀音:bigoh,表示小於等於
  • o讀音:smalloh,表示小於
  • Ω讀音:bigomega,表示大於等於
  • ω讀音:smallomega,表示大於

3:遞迴樹(參考https://www.cnblogs.com/wu8685/archive/2010/12/21/1912347.html

遞迴樹的規則為:
  (1) 每層的節點為T(n) = kT(n / m) + f(n)中的f(n)在當前的n/m下值;
  (2) 每個節點的分支數為k;
  (3) 每層的右側標出當前層中所有節點的和

例子1:第二個方法裡T(n)=2T(n/2)+n2

圖中所有節點之和為:[1 + 1/2 + (1/2)2

+ (1/2)3+ … + (1/2)i] n2= 2n2

可知其時間複雜度為O(n2)

例子2:T(n) = T(n/3) + T(2n/3) + n

可見每層的值都為n,從根到葉節點的最長路徑是:

  

  因為最後遞迴的停止是在(2/3)kn == 1.則

      

  於是

    

  即T(n) = O(nlogn) 

總結,利用此方法解遞迴演算法複雜度:

  f(n) = af(n/b) + d(n)

  1.當d(n)為常數時:

  

  2.當d(n) = cn 時:

  

  3.當d(n)為其他情況時可用遞迴樹進行分析。