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演算法分析中常用的幾種漸進符號

在演算法分析中,經常會遇到以下幾種漸進符號

  1. 漸近精確界記號:ΘΘ(big-theta)
  2. 漸近上界記號 :OO(big-oh)
  3. 漸近下界記號 :ΩΩ(big-omege)
  4. 非漸近緊確上界:o(小-oh)
  5. 非漸近緊確下界:ω(小-omege)

下面對漸進符號進行詳解:

大寫O符號
f(n)=O(g(n)),這裡f(n)是分析出來演算法的執行次數的函式,
O的定義:   當且僅當存在正的常數c和n0,使得對於所有的n>=n0,有f(n)<=cg(n)。
這裡cg(n)就是函式f(n)的上限。講到這是不是很迷糊,我剛開始也這樣,不著急,看下面例子,你就會恍然大悟啦。

幾種函式的例子:
1.線性函式
f(n)=3n+2,當n>=2時,3n+2<=3n+n=4n。

所以f(n)=O(n),這裡c = 4,n0 = 2,g(n) = n, 那麼cg(n) 也就是4n 就是f(n) 的上界


2.平方函式
f(n)=2n^2+3n+3,當n>=3時,3n+3<=4n,當n>=4時,4n<n^2,f(n)=2n^2+n^2=3n^2。
f(n)=O(n^2),這裡c = 3,n0 = 4, g(n) = n^2 ,那麼cg(n) 也就是3n^2 就是f(n) 的上界


3.指數函式
f(n)=6*2^n+n^2,當n>=4時,n^2<=2^n,所以當n>=4,有f(n)<=6*2^n+2^n=7*2^n。
這裡c是7,n0=4,f(n)=O(2^n)。


4.常數階
f(n)=9,這裡就直接記為O(1),c為9,n0為0就可以了,f(n)=9<=9*1。

 

Ω符號
定義:f(n)=Ω(g(n)),當且僅當存在正的常數c和n0,使得對於所有n>=n0,有f(n)>=cg(n)。
Ω符號是給函式的下限。
例子:
對於所有的n,有f(n)=3n+2>3n,所以f(n)=Ω(n),這裡c=3,n0=0。這裡也可以這樣f(n)=Ω(1),

 

Θ符號
定義:對於存在大於0的常數c1、c2和非負的整數n0,以及足夠大的n,對於所有的n≥n0來說,有c1g(n)<=f 
(n)<=c2g(n)。
例子:3n+2=Θ(n),當c1=3,c2=4,n>=n0=2時,3n<=3n+2<=4n。

 

小寫o符號
定義: f(n)=o(g(n)),當且僅當f(n)=O(g(n))  且f(n)!=Ω(g(n))。

 

 

漸近記號Θ、Ο、o、Ω、ω關係