时间复杂度与空间复杂度(二)

简介: 时间复杂度与空间复杂度(二)

2.空间复杂度

知识点:

空间复杂度也是一个数学表达式,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时间复杂度类似,也使用大O渐进表示法。


细节:

函数运行时所需要的栈空间(存储参数、局部变量、一些寄存器信息等)在编译期间已经确定好了,因此空间复杂度主要通过函数在运行时申请的额外空间来算(即函数的参数一般不用算到该函数的空间复杂度中去)

一般直接数变量个数即可,除非开辟申请了额外的空间(malloc(n * sizeof(int) )

练习:

例1:

void BubbleSort(int* a, int n)
{
 assert(a);
 for (size_t end = n; end > 0; --end)
 {
     int exchange = 0;
     for (size_t i = 1; i < end; ++i)
     {
         if (a[i-1] > a[i])
         {
             Swap(&a[i-1], &a[i]);
             exchange = 1;
         }
     }
 if (exchange == 0)
     break;
 }
}
//时间复杂度是:O(N ^ 2) : n - 1 + n - 2 + ... + 1 = n(a1+an)/2 = n ^ 2
//空间复杂度是:O(1): 总共就3个变量

例2:

long long* Fibonacci(size_t n)
{
 if(n==0)
 return NULL;
 long long * fibArray = (long long *)malloc((n+1) * sizeof(long long));
 fibArray[0] = 0;
 fibArray[1] = 1;
 for (int i = 2; i <= n ; ++i)
 {
 fibArray[i] = fibArray[i - 1] + fibArray [i - 2];
 }
 return fibArray;
}
//空间复杂度是:O(N) : malloc 开辟了一个新的空间 大约是N个 (这里并不关心byte)

例3:

long long Fac(size_t N)
{
 if(N == 0)
 return 1;
 return Fac(N-1)*N;
}
//因为递归,每个递归建立的栈帧都要创建变量,所以
//空间复杂度是: O (N)

例4:

long long Fib(size_t N)
{
 if(N < 3)
 return 1;
 return Fib(N-1) + Fib(N-2);
}

其空间复杂度是:O(N)、时间复杂度是:O(2^N)

因为:

image.png

知识点:当栈帧空间归还给操作系统后,下一次开辟栈帧可能会占用同一片区域。

image.png

本章完。预知后事如何,暂听下回分解。

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