《数据结构与算法 C语言版》—— 1.6典型例题

简介:

本节书摘来自华章出版社《数据结构与算法 C语言版》一 书中的第1章,第1.6节,作者:徐凤生,更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

1.6典型例题

例1求下面程序的时间复杂度。

int f1(int n){
int i,j,k,x=0;
for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=i;j++)
for(k=1;k<=j;k++)
x=x+2;
return x;
}

解当i=1时,对x的赋值语句执行1次。
当i=2时,对x的赋值语句执行1+2次。

当i=n时,对x的赋值语句执行1+2+…+n次。
所以,对x的赋值语句共执行1+(1+2)+(1+2+3)+ …+(1+2+…+n)=n(n+1)(n+2)/6次。故该程序的时间复杂度为O(n3)。
例2设n是偶数,求运行下列程序后m的值,并给出该程序的时间复杂度。

int f2(int n){ 
int i,j,m=0;
for(i=1;i<=n;i++)
for(j=2*i;j<=n;j++)
m=m+1;
return m;
}

解m的值等于赋值语句m=m+1的执行次数。
当i=1时,对m的赋值语句执行n-1次。
当i=2时,对m的赋值语句执行n-3次。

当i=n/2时,对m的赋值语句执行1次。
所以,对m的赋值语句共执行(n-1)+(n-3)+…+1=n2/4次,即有m=n2/4。故该程序的时间复杂度为O(n2)。
例3求下面程序段的时间复杂度:

int f3(int n){ 
int i=1,j,x=0;
while(i<n){
for(j=1;j<=n;j++)x=x+1;
i=2*i;
}
return i;
}

解假设while循环执行k次,则2k例4下列算法对一个n位二进制数加1,假如无溢出,该算法的最坏时间复杂度是什么?并分析它的平均时间复杂度。

void inc(int A[],int n){
int i;
i=n-1;
while(i&&A[i]==1){
A[i]=0;
i--;
}
A[i]=1;
}

其中,数组A中各分量的元素值要么为0,要么为1。
解在最好情况下,即二进制数的最后一位为零时,算法只进行一次判断,未执行循环体,赋值语句A[i]执行了一次;最坏情况出现在二进制各位均为1(最高位为0,因题目设无溢出)时,这时循环体执行了n-1次,时间复杂度是O(n),循环体平均执行n/2次,平均时间复杂度仍是O(n)。

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