根据我的研究:我被要求确定一个函数相对于另一个函数的复杂性。即,给定f(n)
和g(n)
,确定O(f(n()
。在这种情况下,我使用O(), Theta and Omega notations
替换值,比较它们并得出复杂性。
但是,在substitution method for solving recurrences
中,每个标准文档都有以下几行:
• [Assume that T(1) = Θ(1).]
•Guess O(n3) . (Prove O and Ω separately.)
•Assume that T(k) ≤ ck3 for k < n .
•Prove T(n) ≤ cn3 by induction.
除了f(n)之外,我怎么能找到O和Ω?我可能错了(我,绝对是),欢迎提供上述任何信息。
上面的一些假设是参考这个问题:T(n) = 4T(n/2) + n
,而步骤的基本概要是针对所有这些问题。
答案 0 :(得分:2)
通过主定理可以解决特定的重现,但您可以从替换方法中获得一些反馈。让我们尝试一下cn^3
的初步猜测。
T(n) = 4T(n/2) + n
<= 4c(n/2)^3 + n
= cn^3/2 + n
假设我们选择c
以便n <= cn^3/2
为所有相关的n
,
T(n) <= cn^3/2 + n
<= cn^3/2 + cn^3/2
= cn^3,
所以T
是O(n^3)
。这个推导的有趣部分是我们使用立方项来消除线性项。这样的矫枉过正常常表明我们可以猜到更低。我们试试cn
。
T(n) = 4T(n/2) + n
<= 4cn/2 + n
= 2cn + n
这不起作用。右边和我们想要的边界之间的差距是cn + n
,这是我们想要的边界的大Theta。这通常意味着我们需要更高的猜测。我们试试cn^2
。
T(n) = 4T(n/2) + n
<= 4c(n/2)^2 + n
= cn^2 + n
起初看起来也像失败一样。然而,与我们对n
的猜测不同,赤字本身就是一点点。我们可以通过考虑cn^2 - h(n)
形式的界限来关闭它,其中h
是o(n^2)
。为何减法?如果我们使用h
作为候选界限,我们就会出现赤字;通过减去h
,我们运行盈余。 h
的常见选择是低阶多项式或log n
。我们试试cn^2 - n
。
T(n) = 4T(n/2) + n
<= 4(c(n/2)^2 - n/2) + n
= cn^2 - 2n + n
= cn^2 - n
这恰好是复发的确切解决方案,这对我来说相当幸运。如果我们改为猜测cn^2 - 2n
,我们就会留下一些信用。
T(n) = 4T(n/2) + n
<= 4(c(n/2)^2 - 2n/2) + n
= cn^2 - 4n + n
= cn^2 - 3n,
略小于cn^2 - 2n
。