Python数据结构的时间复杂性
1.让我们了解大O符号的含义是什么?
在算法中执行许多操作。这些操作可能包括遍历集合,复制项目或整个集合,将项目追加到集合中,在集合的开始或结尾处插入项目,删除项目或更新集合中的项目。
Big-O衡量算法运算的时间复杂度。它测量算法计算所需运算所需的时间。尽管我们也可以测量空间复杂度(算法占用多少空间),但本文将重点介绍时间复杂度。
用最简单的术语来说,BigO表示法是一种基于输入大小(称为n)来衡量操作性能的方法。
2.BigO表示法有何不同?
我们需要熟悉许多常见的BigO符号。
让我们考虑n为输入集合的大小。就时间复杂度而言:
O(1):无论您的集合有多大,执行操作所花费的时间都是恒定的。这是恒定的时间复杂度符号。这些操作尽可能快。例如,检查集合内部是否有任何项目的操作是O(1)操作。
O(logn):当集合的大小增加时,执行操作所花费的时间对数增加。这是对数时间复杂度表示法。潜在优化的搜索算法为O(logn)。
O(n):执行操作所需的时间与集合中的项目数成线性正比。这是线性时间复杂度符号。就性能而言,这介于两者之间或中等。作为一个实例,如果我们想对一个集合中的所有项目求和,那么我们将不得不遍历该集合。因此,集合的迭代是O(n)操作。
(nlogn):执行某项操作的性能是集合中项目数量的拟线性函数。这称为准线性时间复杂度表示法。优化排序算法的时间复杂度通常为n(logn)。
O(n平方):执行操作所需的时间与集合中项目的平方成正比。这称为二次时间复杂度表示法。
(n!):当在操作中计算集合的每个单个排列时,因此执行操作所需的时间取决于集合中项目的大小。这称为阶乘时间复杂度表示法。非常慢。
该图像概述了Big-O符号。
O(1)很快。O(n平方)很慢。O(n!)非常慢。
大O符号是相对的。大O表示法与机器无关,忽略常量,并且被包括数学家,技术人员,数据科学家等在内的广泛读者所理解。
最佳,平均,最差情况
当我们计算操作的时间复杂度时,我们可以根据最佳,平均或最坏情况产生复杂度。
最佳情况方案:顾名思义,这是当数据结构和集合中的项目以及参数处于最佳状态时的方案。例如,假设我们要在集合中找到一个项目。如果该项目恰好是集合的第一项,那么这是该操作的最佳情况。
平均情况是根据输入值的分布定义复杂度。
最坏的情况是可能需要一种操作,该操作需要在大型集合(例如列表)中找到位于最后一个项目的项目,并且算法会从第一个项目开始对集合进行迭代。
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