除了渐近(Big-O - 表示法)之外的算法的复杂性

时间:2016-07-01 10:43:03

标签: python algorithm performance complexity-theory

除了用于评估算法的渐近复杂度(Big-O表示法)之外,最常用的概念是什么?

示例

假设我有以下算法调用函数func,复杂度为O(1)。然后该算法将具有复杂度O(N1×N2)。但如果我事先知道N1是有限的[1,5]那么最坏的情况就是O(5 x N2),根据定义,它也是O(N2)。

for i in range(N1):
    for j in range(N2):
        func(i,j)

如果我可以使用函数func2遇到此算法的不同实现,再次使用复杂度O(1),但现在使用不同的外部循环范围N3。预计该算法为O(N3×N2)。但是,如果我知道N3的范围是[10,50],那么最坏情况的复杂性将是O(50 x N2),它再次是O(N2)。

for i in range(N3):
    for j in range(N2):
        func2(i,j)

问题

因此,这是一个简单的证明渐近符号是有用的,但对于某些更具体的情况可能不是最合适的比较方法。如何比较这两种算法?最常用的方法是什么?仅使用算法所需的迭代次数是技术上严格的度量标准吗?

任何推荐参考?

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

你的问题很大。阅读有关算法复杂性和指标的信息。

你的问题是,即使你不使用Big-O(还有许多其他的小o-Big-omega,小欧米茄,theta等),你将无法轻易地比较算法的方式看来你想要的!主要原因是您必须首先明确定义要测量的内容,这并不容易。一般来说,您不需要详细信息。为什么?因为我们知道我们总能线性地加速任何算法(粗略地说,特殊情况在这里不相关)。所以乘法常数是不相关的。

现在,您想要的是(最坏情况,最佳情况或平均情况)更多的运行时间预测函数,它与精确复杂度有某种关联。但即使在那里,也存在许多陷阱和陷阱。您可能认为两个具有精确复杂度的算法(例如3n + 45)将在同一平台上运行速度快,但这可能是错误的!如果你没有准确定义你的数量,那么这可能是错误的。可以使用3n次乘法和其他3n次加法(或者更精细的混合),并且乘法和加法的运行时间通常不相同。最糟糕的是,由于架构可能使用管道,预测和其他运行时优化,这可能会大大改变运行时间。即使是环境平台也可能引入严重的偏见,考虑虚拟内存,缓存,各种编译器优化等等。

所以,答案是:这取决于你想要预测的内容......这就是为什么会有这么多复杂性措施。