【数据结构】空间复杂度

简介: 【数据结构】空间复杂度

前言:


 上一篇博客我们讲解了时间复杂度的相关知识,那么时间有复杂度,可以有复杂度吗?下面我们就来了解一下空间复杂度的相关知识!


一.空间复杂度


 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。

注意: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候显式申请的额外空间(变量个数)来确定。


常数个变量的复杂度:O(n)


栗子1:


// 计算BubbleSort的空间复杂度?
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;
  }
}



空间复杂度为O(1)

因为调用了常数个常数个额外空间。


栗子2:


// 计算Fibonacci的空间复杂度?
// 返回斐波那契数列的前n项
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;
}


空间复杂度为O(n)

动态开辟了n+1个空间


栗子3:


// 计算阶乘递归Fac的空间复杂度?
long long Fac(size_t N)
{
  if (N == 0)
  return 1;
  return Fac(N - 1) * N;
}


空间复杂度为O(n)

递归调用了N次,开辟了N个栈帧,每个栈帧使用了常数个空间。


栗子4:


// 计算斐波那契递归Fib的空间复杂度?
long long Fib(size_t N)
{
  if (N < 3)
  return 1;
  return Fib(N - 1) + Fib(N - 2);
}


空间复杂度为O(N)

很多小伙伴可能会以为空间复杂度为O(2^N),但是实则不是。我们先来看看下面的图:


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递归是有先后顺序,并不是同一时间内同时递归的,所以递归会按先后顺序依次递归,顺序就像如图所示的1 2 3 4 5 6……这样递归。所以开辟的空间最多为N个,随后返回空间。所以空间复杂度为O(N)。


二.常见复杂度对比


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总结:


 这就是时间复杂度和空间复杂度的全部知识!希望对大家有所帮助

 更新不易,辛苦各位小伙伴们动动小手,👍三连走一走💕💕 ~ ~ ~ 你们真的对我很重要!最后,本文仍有许多不足之处,欢迎各位认真读完文章的小伙伴们随时私信交流、批评指正!

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