数据结构
时间复杂度与空间复杂度
这些都是算法时空复杂度的表示。不仅仅用于表示时间复杂度,也用于表示空间复杂度。
O后面的括号中有一个函数,指明某个算法的耗时/耗空间与数据增长量之间的关系。其中的n代表输入数据的量。
O(1)解析
O(1)就是最低的时空复杂度了,也就是耗时/耗空间与输入数据大小无关,无论输入数据增大多少倍,耗时/耗空间都不变。 哈希算法就是典型的O(1)时间复杂度,无论数据规模多大,都可以在一次计算后找到目标(不考虑冲突的话)
O(n)解析
比如时间复杂度为O(n),就代表数据量增大几倍,耗时也增大几倍。比如常见的遍历算法。要找到一个数组里面最大的一个数,你要把n个变量都扫描一遍,操作次数为n,那么算法复杂度是O(n)
O(log n)解析
O(log n),当数据增大n倍时,耗时增大log n倍(这里的log是以2为底的,比如,当数据增大256倍时,耗时只增大8倍,是比线性还要低的时间复杂度)。二分查找就是O(log n)的算法,每找一次排除一半的可能,256个数据中查找只要找8次就可以找到目标。
算法:https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Algorithms.html【演示】
比如在链表中有1-100个节点,那么现在如何根据下标查询到某个节点
折半查找(即二分查找)算法
折半查找也就是为二分查找 前提条件:必须有一定顺序 100的中间值为50 查找到63个节点
第一次:50<62 也就是在51-100之间查询
第二次:75>62 也就是在51-74之间查询
第三次:63=63 也就是查询到结果
100个数字中折半查找最多查询多次:
2^n>=100 n=2*2*2*2*2*2*2 查询7次 最小情况下查询1次;
所以二分查找的时间复杂度为O(log2N)
随机查询:
我们现在查询链表中第63个节点 使用随机查询法,最好的情况下就是1次,最差的情况下就是100次;查询一次排除一次;直到查询正确;
二叉搜索树
以第1个数为起点:左叶为小于它的数,右叶为大于它的数;1,2,3变成1为主,右树为2,2的右树为3;1的左树就会无值;
二叉搜索树存在的问题:不平衡 和时间插入的顺序有关系,使用插入的第一个节点作为平衡点,如果插入第一个是为0的情况下,最后成为了一条线。所以查找时间复杂度其实就是为树的深度,也就是变为O(n)
平衡二叉树
会自动选择树主干,左右分大小;输入1,2,3时自动变成以2为主,左树为1右树为3;再输入4,5时,就会变成3为主,左树为1,2,右树为4、5;
Arraylist 根据下标查询的情况下,时间复杂度为多少 o(1)
LinkeList根据下标查询的的情况下,时间复杂度为多少o(n)
public class MayiktBinarySearchTree { /** * 节点的元素值 */ private int data; /** * 当前节点的左边 */ private MayiktBinarySearchTree left; /** * 当前节点的右边 */ private MayiktBinarySearchTree right; private MayiktBinarySearchTree(int data) { this.data = data; } /** * 添加我们的节点 */ public void insert(MayiktBinarySearchTree root, int data) { // // 判断值如果大于data值 在存放到右子树 如果小与data值存放在左子树 if (root.data < data) { // 存放到右子树 if (root.right == null) { // 如果右子树为空的情况下,说明存放第一个右子树 root.right = new MayiktBinarySearchTree(data); } else { // 如果右子树不为空的情况下,说明已经有存放的节点 insert(root.right, data); } } else { // 存放到左子树 if (root.left == null) { // 如果左子树为空的情况下,说明存放第一个左子树 root.left = new MayiktBinarySearchTree(data); } else { // 如果左子树不为空的情况下,说明已经有存放的节点 insert(root.left, data); } } } /** * 中序遍历 * * @param root */ public void inSearch(MayiktBinarySearchTree root) { // if (root != null) { // inSearch(root.left); // System.out.println(root.data); // inSearch(root.right); // } if (root != null) { inSearch(root.left); System.out.println(root.data); inSearch(root.right); } } public static void main(String[] args) { int data[] = {3, 6, 5, 2, 1, 4}; // 3为data中的平衡值 MayiktBinarySearchTree root = new MayiktBinarySearchTree(data[0]); for (int i = 1; i < data.length; i++) { root.insert(root, data[i]); } System.out.println("中序遍历:"); root.inSearch(root); } }
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