基础知识概要

家住魔仙堡 提交于 2020-02-20 19:29:21

1.算法复杂度——O记号,Ω符号,θ符号

T(n)=O(f(n)) iff  c>0,当 n足够大时,有T(n)<c*f(n)T(n)=Ω(f(n)) iff  c>0,当 n足够大时,有T(n)>c*f(n)T(n)=θ(f(n)) iff  c1c2>0,当 n足够大时,有c1*f(n)>T(n)>c2*f(n)

2.复杂度类型

1)常数复杂度——O(1):效率最高

2)对数复杂度——O(logn):lnN,lgN,log,这类算法非常有效,复杂度无限接近于常数,logN=O(N^c)

3)多项式复杂度——O(n^c):

4)线性复杂度——O(n):所有O(n)类函数

5)指数复杂度——O(a^n):这类算法计算成本增长极快,通常被认为不可忍受

3.复杂度分析的主要方法:

迭代:级数求和

递归:递归跟踪+递推方程

猜测+验证

4.封底估算

1天=24hr*60min*60sec=25*4000=10^5sec

一生=一世纪=100yr*365=3*10^4day=3*10^9sec

三生三世=10^10sec

5.迭代和递归

计算任意n个整数之和

迭代:int sum=0;//O(1)for(int i=0;i<n;i++)//O(n)
    sum+=A[i];O(1)
return sum;O(1)递归:return (n<1)?0:sum(A,n-1) +A[n-1];在分析复杂度的时候都会把递归调用语句抹除递归跟踪分析:检查每个递归实例sum(A,n-1),累计所需时间,其总和即算法执行时间,面对更加复杂的函数时,应用范围有限:T(n)=O(1)*(n+1)递推方程分析:为求解sum(A,n),需递归求解规模为n-1的问题sum(A,n-1)//T(n-1)再累加上A[n-1]//O(1)递归基:sum(A,0)//O(1)递推方程:T(n)=T(n-1)+O(1)        T(0)=O(1)推导:T(n)-n=T(n-1)-(n-1)

6.减而治之(decrease and conquer)
求解一个大规模的问题,可以将其划分为两个子问题:其一平凡,另一规模缩减

分别求解子问题,由子问题的解得到原问题的解

当程序到达递归基,则返回

递归基:判断递归是否继续的条件

7.分而治之

为求解一个大规模的问题,可以将其划分为若干个规模大体相当的子问题分别求解,由子问题的解得到原问题的解

数组求和:二分递归
sum(int A[], int lo, int hi){
    if(lo==hi) return A[lo];
    int mid=(lo+hi)/2;
    return sum(A, lo, mid)+sum(A, mid+1, hi);        
}递归跟踪分析:T(n)=各层递归实例所需时间之和(将递归调用的语句去掉)         =O(1)*(2^0+2^1+2^2+...+2^logn)=O(n)从递推的角度看:          为求解sum(A,lo,hi),需递归求解sum(A,lo,mid)和sum(A,mid+1,hi) //2*T(n/2)          进而将子问题的解累加 //O(1)          递归基:sum(A,lo,lo) //O(1)          递推关系:T(n)=2T(n/2)+O(1)                  T(1)=O(1)

 8.动态规划(由自顶向下的递归,改为由自底向上的迭代)

make it work,make is right(递归)

make it fast(迭代)

通过递归找出了算法的本质,并且给出一个初步的解之后,再将其等效的转化为迭代的形式

斐波那契数:fib(n)=fib(n-1)+fib(n-2)

复杂度:T(0)=T(1)=1,T(n)=T(n-1)+T(n-2)+1

T(n)=O(n^2)

public int fibonacci(int n) {
        // write your code here
        int f=0;
        int g=1;
        
        while(--n>0){
            g=g+f;
            f=g-f;
        }
        return f;
    }

 

最长公共子序列(LCS):

对于序列A[0, n]和B[0, m],LCS(A, B)无非三种情况:

1)若n=-1或m=-1,则取作空序列(“”)  //递归基

2)若A[n]='X'=B[m],则取作LCS(A[0,n),B[0,m))+'X'  //减而治之

3)若A[n]!=B[m],则在LCS(A[0,n],B[0,m))与LCS(A[0,n),B[0,m])中取更长者  //分而治之

 9.算法的有穷性

程序不一定是算法

 

10.

S包含n个正整数,求和为2m,S是否有子集满足该子集的和为m?

np-complete问题

11.

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