当前位置:

首页 > 编程开发 > Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

一、算法效率算法效率分析分为两种:第一种是时间效率,第二种是空间效率。时间效率被称为时间复杂度,而空间效率被称作空间复杂度。时间复杂度主要衡量的是一个算法的运行速度,而空间复杂度主要衡量一个算法所需要的额外空间,在计算机发展的早期,计算机的存储容量很小。所以对空间复杂度很是在乎。但是经过计算机行业的迅速发展,计算机的存储容量已经达到了很高的程度。所以我们如今已经不需要再特别关注一个算法的空间复杂度。二、时间复杂度1.时间复杂度概念一个算法所花费的时间与其中语句的执行次数成正比例,算法中的基本操作的执行次数

一、算法效率

算法效率分析分为两种:第一种是时间效率,第二种是空间效率。时间效率被称为时间复杂度,而空间效率被 称作空间复杂度。 时间复杂度主要衡量的是一个算法的运行速度,而空间复杂度主要衡量一个算法所需要的额 外空间,在计算机发展的早期,计算机的存储容量很小。所以对空间复杂度很是在乎。但是经过计算机行业的 迅速发展,计算机的存储容量已经达到了很高的程度。所以我们如今已经不需要再特别关注一个算法的空间复 杂度。

二、时间复杂度

1.时间复杂度概念

一个算法所花费的时间与其中语句的执行次数成正比例,算法中的基本操作的执行次数,为算法的时间复 杂度。也就是说当我们拿到一个代码,来看这个代码的时间复杂度的时候,主要是去找这个代码当中执行语句次数最多的代码执行了多少次。

2.大O的渐进表示法

看图分析:

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

当N的值越来越大,2N和10的值就可以忽略不记了。 

实际中我们计算时间复杂度时,我们其实并不一定要计算精确的执行次数,而只需要大概执行次数,那么这里 我们使用大O的渐进表示法。

 大O符号(Big O notation):是用于描述函数渐进行为的数学符号。

1、用常数1取代运行时间中的所有加法常数。

2、在修改后的运行次数函数中,只保留最高阶项。

3、如果最高阶项存在且不是1,则去除与这个项目相乘的常数。得到的结果就是大O阶。

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

通过上面我们会发现大O的渐进表示法去掉了那些对结果影响不大的项,简洁明了的表示出了执行次数。

另外有些算法的时间复杂度存在最好、平均和最坏情况:

最坏情况:任意输入规模的最大运行次数(上界)

平均情况:任意输入规模的期望运行次数

最好情况:任意输入规模的最小运行次数(下界) 

例如:在一个长度为N数组中搜索一个数据x

最好情况:1次找到

最坏情况:N次找到

平均情况:N/2次找到 

在实际中一般情况关注的是算法的最坏运行情况,所以数组中搜索数据时间复杂度为O(N)

计算时间复杂度  

例题1:

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

基本操作执行了2N+10次,通过推导大O阶方法知道,时间复杂度为 O(N)

例题2:

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

基本操作执行了M+N次,有两个未知数M和N,时间复杂度为 O(N+M)

例题3:

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

基本操作执行了100次,通过推导大O阶方法,时间复杂度为 O(1)

例题4:计算冒泡排序的时间复杂度

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

基本操作执行最好N次,最坏执行了(N*(N-1))/2次,通过推导大O阶方法+时间复杂度一般看最坏, 时间复杂度为 O(N^2

例题5:二分查找的时间复杂度

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

基本操作执行最好1次,最坏O(logN)次,时间复杂度为 O(logN) ps:logN在算法分析中表示是底数 为2,对数为N。有些地方会写成lgN。(建议通过折纸查找的方式讲解logN是怎么计算出来的)(因为二 分查找每次排除掉一半的不适合值,一次二分剩下:n/2 两次二分剩下:n/2/2 = n/4)

例题6:计算阶乘递归的时间复杂度

递归的时间复杂度 = 递归的次数*每次递归执行的次数

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

通过计算分析发现基本操作递归了N次,时间复杂度为O(N)。

例题7:计算斐波那契递归的时间复杂度

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

通过计算分析发现基本操作递归了2^N次,时间复杂度为O(2^N)。

规律: 

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

 2^0+2^1+2^2+2^3……2^(n-(n-1))

等比数列求和

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

 a1就代表第一项,q是等比就是2,1(1-2^n)/-1,相当于2^n+1,所以时间复杂度为O(2^n)

三、空间复杂度 

空间复杂度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。

 例题1:计算冒泡排序的空间复杂度

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

使用了常数个额外空间,所以空间复杂度为 O(1)

 例题2:计算斐波那契的空间复杂度

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

动态开辟了N个空间,空间复杂度为 O(N)

例题3:计算阶乘递归的空间复杂度

Java时间复杂度与空间复杂度实例分析

  递归调用了N次,开辟了N个栈帧,每个栈帧使用了常数个空间。空间复杂度为O(N)

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
编程开发
相关文章 更多
谷歌浏览器Mac版入口
谷歌浏览器Mac版入口

谷歌浏览器Mac版官方安装指南 谷歌浏览器Mac版官方安装入口是https://www.google.com/chrome/,需macOS 12+系统、500MB空间,下载.dmg后拖入应用程序安装,支持多设备同步、性能优化与隐私保护功能。 苹果电脑Chrome的安装入口究竟在哪里?这个问题最近可是

Chrome浏览器JS脚本不运行怎么办
Chrome浏览器JS脚本不运行怎么办

Chrome中JavaScript未执行需依次检查:一、移除站点级禁用并添加允许域名;二、开启全局JavaScript开关;三、禁用干扰扩展;四、在开发者工具中启用JavaScript;五、重置内容设置为默认。 有时在Chrome里打开网页,会发现交互按钮点了没反应,数据加载不出来,页面仿佛“静止”

IE浏览器怀旧版在线网址
IE浏览器怀旧版在线网址

IE浏览器怀旧版在线网址:一次精准的技术时光回溯 最近,不少老用户和怀旧爱好者在反复搜索一个问题:那个经典的Internet Explorer,如今还能在哪里原汁原味地体验到?答案指向一个特定的地址:https://ie.microsoft.com/legacy/。 这个网站远不止是一个简单的“皮肤

火狐浏览器有哪些设置功能
火狐浏览器有哪些设置功能

火狐浏览器五大核心设置功能:解锁高效、安全与个性化体验 火狐浏览器功能强大,但如果不仔细挖掘,很多能大幅提升效率和安全性的设置可能就“藏着掖着”了。这就好比拥有一台高性能设备,却只用了基础模式。那么,如何把它调整到最顺手、最安全的状态?接下来,我们就聚焦于当前版本(截至2025年末)最关键的五大设置

chrome搜索免验证入口
chrome搜索免验证入口

Chrome官方免验证入口为https://www.google.cn/chrome/,提供全平台安装包、免登录即用、本地化安全机制及引擎级性能优化。 到底该去哪里找正版、免费且无需繁琐验证的Chrome浏览器入口?这个问题困扰了不少网友。今天,我们就来直通核心,为大家详细拆解Chrome引擎的官方

java heap space 选型思路:使用场景与区别整理
java heap space 选型思路:使用场景与区别整理

Java堆是JVM存储对象的核心内存区域,配置需结合场景:单体应用适中设置;大数据处理需大堆并关注GC停顿;微服务强调快速启动;高并发需精细划分堆区域。关键参数-Xms和-Xmx建议等值以稳定性能。垃圾回收器选择影响效率,如G1适用于大堆,ZGC可实现低停顿。内存错误时需监控堆状态。

java heap space 使用中遇到的问题怎么解决
java heap space 使用中遇到的问题怎么解决

Java堆内存溢出错误通常因内存泄漏、数据处理需求过大或JVM参数配置不当引起。排查时可借助jmap、堆转储及MAT等工具定位问题。解决方案包括调整JVM内存参数(如-Xmx)、修复代码中的内存泄漏、优化大数据处理逻辑,并建立持续监控与预防机制,以保障应用稳定运行。

java xml 选型思路:使用场景与区别整理
java xml 选型思路:使用场景与区别整理

XML在Java开发中用于配置、数据交换等场景。解析方式主要有DOM、SAX、StAX及第三方库。DOM适合操作小文件,SAX/StAX适合处理大文件流,JAXB用于对象与XML映射。选型需结合数据大小、内存、性能及团队熟悉度,现代框架常封装底层解析。

using namespace 使用中遇到的问题怎么解决
using namespace 使用中遇到的问题怎么解决

命名空间的基本概念与常见引入问题在C++等编程语言中,命名空间(namespace)是一种将代码标识符(如变量、函数、类名)封装在特定名称下的机制,其主要目的是避免命名冲突,尤其是在大型项目或使用多个第三方库时。使用“using namespace”指令可以将指定命名空间中的所有名称引入当前作用域,

c语言函数递归 实操经验总结:这些技巧很实用
c语言函数递归 实操经验总结:这些技巧很实用

理解递归的基本原理在C语言中,递归是一种函数调用自身的编程技术。要掌握它,首先需要理解其核心思想:将一个复杂的大问题,分解为一个或几个与原问题相似但规模更小的子问题,直到子问题足够简单,可以直接求解。这个过程通常包含两个关键部分:递归出口和递归体。递归出口定义了问题何时不再继续分解,即最简单、可直接

查看更多
精品专题 更多
装机必备
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows
Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件
macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器
macOS/iOS/Android

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师
macOS

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10
Windows

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘
Windows/macOS/iOS/Android

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。