各位少年,大家好,我是那一脸阳光,本次分享的主题是时间复杂度和空间复杂度 还有顺序表文章讲解和分享,如有不对可以评论区指导。
时间复杂度例题
// 计算斐波那契递归Fib的时间复杂度?
long long Fib(size_t N){if(N < 3)return 1;return Fib(N-1) + Fib(N-2);}
这块的时间复杂度为O(2^N)次方 可以看到这个代码是个等比数列,我们通过下面的图举个例子。
0
我们发现每次FIb(N)开始每次递归都变成两个,然后通过错位即可算出 FN的公式是2^(n-1)-1,这个减一是减刚开始项。
OJ题消失的数字
https://leetcode-cn.com/problems/missing-number-lcci/
数组nums包含从0到n的所有整数,但其中缺了一个。请编写代码找出那个缺失的整数。你有办法在O(n)时间内完成吗?
{int x = 0;for (int i = 0; i < numsSize; i++){x ^= nums[i];}for (int i = 0; i < numsSize+1; i++){x ^= i;}return x;
}
这段代码是一段单身狗问题,1^1是0 ,22也是0大家注意第二个循环即可,这种题一般非常的简单的,0a都是0 如果对这里不太懂 可以复习一下单身狗问题。
空间复杂度
空间复杂度也是一个数学表达式,是对一个算法在运行过程中临时占用存储空间大小的量度 。
空间复杂度不是程序占用了多少bytes的空间,因为这个也没太大意义,所以空间复杂度算的是变量的个数。
空间复杂度计算规则基本跟实践复杂度类似,也使用大O渐进表示法。
注意:函数运行时所需要的栈空间(存储参数、局部变量、一些寄存器信息等)在编译期间已经确定好了,因
此空间复杂度主要通过函数在运行时候显式申请的额外空间来确定。
冒泡排序的空间复杂度
```c// 计算BubbleSort的空间复杂度?
void BubbleSort(int* a, int n){assert(a);for (size_t end = n; end > 0; --end{}}int exchange = 0;for (size_t i = 1; i < end; ++i){if (a[i-1] > a[i]){Swap(&a[i-1], &a[i]);exchange = 1;}}if (exchange == 0)break;
冒泡排序的时间复杂度在O(N^2),空间复杂度是O(1),因为这个没有额外消耗,或者有代码创造变量。
// 计算Fibonacci的空间复杂度?
// 返回斐波那契数列的前n项
long long* Fibonacci(size_t n){if(n==0)return NULL;}long long * fibArray = (long long *)malloc((n+1) * sizeof(long long));fibArray[0] = 0;fibArray[1] = 1;for (int i = 2; i <= n ; ++i){fibArray[i] = fibArray[i - 1] + fibArray [i - 2];}return fibArray
这段代码时间复杂度是O(N),空间复杂度也是O(N),因为这里的动态内存分配开辟了n+1个空间。
递归的空间复杂度
例子一
// 计算阶乘递归Fac的空间复杂度?
long long Fac(size_t N){if(N == 0)return 1;return Fac(N-1)*N;}
这里的每次递归都在栈中创建空间,每次递归都会创建一定的空间,所以空间复杂度是O(N)。
常见复杂度对比
一般算法常见的复杂度如下:
OJ题 逆置
给定一个整数数组 nums,将数组中的元素向右轮转 k 个位置,其中 k 是非负数。
示例 1:
输入: nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 3
输出: [5,6,7,1,2,3,4]
解释:
向右轮转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
向右轮转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
向右轮转 3 步: [5,6,7,1,2,3,4]
示例 2:
输入:nums = [-1,-100,3,99], k = 2
输出:[3,99,-1,-100]
解释:
向右轮转 1 步: [99,-1,-100,3]
向右轮转 2 步: [3,99,-1,-100]
这里比如说N是7 K是3 前三段逆置,后四个再逆置,最后整体逆置,但是这种方法一般人能不出来,所以还有其他方法,这段代码时间复杂度是O(N^2),空间复杂度是O(1),这里接受另外一种写法 比较常用的 空间换时间。
这里我们开创一个a的时间 再开创一个tmp数组,然后再把tmp数组拷贝到a数组里头,然后销毁tmp数组即可,这样以空间换时间的方法。
这道题中三段逆置最优,其次就是空间换时间,这种方法是最优的,但空间复杂度会上涨到O(N)
void reverse(int*a,int left,int right){while(left<right){int tmp=a[left];a[left]=a[right];a[right]=tmp;++left--right;}}void rotate(int*nums,int numsSize,int k)if(k>numsSize)k%=numsSize;reverse(nums,0,numsSize-k-1);reverse(nums,numsSize-k,numsSize-1);reverse(nums,0,numsSize-1);}
这段代码,完成了 三段三次逆置,接下来介绍空间换时间的逆置方法。
void rotate(int*nums,int numsSize,int k)
{
if(k>numsSize)
k%=numsSize;
int*tmp=(int*)malloc(sizeof(int)*numsSize);
memcpy(tmp+k,nums,sizeof(int)*(numsSize-k);
memcpy(tmp,nums+numsSize-k,sizeof(int)*(k));
memcpy(nums,tmp.sizeof(int)*(numsSize));
free(tmp);
tmp=NULL;
}
线性表
线性表(linear list)
是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。 线性表是一种在实际中广泛使用的数据结
构,常见的线性表:顺序表、链表、栈、队列、字符串…
线性表在逻辑上是线性结构,也就说是连续的一条直线。但是在物理结构上并不一定是连续的,线性表在物理上存储时,通常以数组和链式结构的形式存储。
u
顺序表本质是数组,如果我们想在顺序表删除第一个人 我们删除的方法就是覆盖。
每个数据都往前进去一步,这样就可以实现删除覆盖了。
上面是静态顺序表 数组长度 和有效数据个数。
静态顺序表只适用于确定知道需要存多少数据的场景。静态顺序表的定长数组导致N定大了,空间开多了浪
费,开少了不够用。所以现实中基本都是使用动态顺序表,根据需要动态的分配空间大小,所以下面我们实现动态顺序表 我们实现一下 尾插
#include"SeqList.h"
void SLInit(SL* psl)
{psl->a = (SLDatatype*)malloc(sizeof(SLDatatype)*4);if (psl->a == NULL){perror("malloc fail");return;}psl->capacity = 4;psl->size = 0;
}void SLDestroy(SL* psl)
{free(psl->a);psl->a = NULL;psl->size = 0;psl->capacity = 0;
}void SLPrint(SL* psl)
{for (int i = 0; i < psl->size; i++){printf("%d ", psl->a[i]);}printf("\n");
}void SLCheckCapacity(SL* psl)
{if (psl->size == psl->capacity){SLDatatype* tmp = (SLDatatype*)realloc(psl->a, sizeof(SLDatatype) * psl->capacity * 2);if (tmp == NULL){perror("realloc fail");return;}psl->a = tmp;psl->capacity *= 2;}
}void SLPushBack(SL* psl, SLDatatype x)
{//psl->a[psl->size] = x;//psl->size++;SLCheckCapacity(psl);psl->a[psl->size++] = x;
}void SLPushFront(SL* psl, SLDatatype x);
void SLPopBack(SL* psl);
void SLPopFront(SL* psl);
这里主要实现三个部分 创建空间 释放空间,然后通过数组进行尾部插入,这里只实现了最简单的尾插。剩下部分 我给大家写出来 大家可以去编译器敲一敲。2
#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>// 静态的顺序表
// 给小了不够用,给多了浪费
//#define N 10000
//typedef int SLDatatype;
//struct SeqList
//{
// SLDatatype a[N];
// int size;
//};// 动态顺序表
//typedef double SLDatatype;
typedef int SLDatatype;
typedef struct SeqList
{SLDatatype* a;int size; // 存储的有效数据的个数int capacity; // 容量
}SL;void SLInit(SL* psl);
void SLDestroy(SL* psl);void SLPrint(SL* psl);//STL命名风格
void SLPushBack(SL* psl, SLDatatype x);
void SLPushFront(SL* psl, SLDatatype x);
void SLPopBack(SL* psl);
void SLPopFront(SL* psl);
#include "SeqList.h"int main()
{SL s;SLInit(&s);SLPushBack(&s, 1);SLPushBack(&s, 2);SLPushBack(&s, 3);SLPushBack(&s, 4);SLPushBack(&s, 5);SLPushBack(&s, 6);SLPushBack(&s, 6);SLPushBack(&s, 6);SLPushBack(&s, 6);SLPrint(&s);SLDestroy(&s);return 0;
}