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嵌套映射遍历的渐近复杂性是什么?

假设,我有这样一个数据结构

NavigableMap<Long, NavigableMap<Long, Set<String> map = new TreeMap<>();
我想计算以下算法的复杂度:

SortedSet<Widget> result = new TreeSet<>();
map.tailMap(first, true)
    .forEach( (k, v)-> {
        v.headMap(second, true)
                .forEach((key, value) -> result.addAll(value));
    });

这是正确的,复杂性等于

O(log (n + k) * (log (k + m) + log (m))) ?

哪里

n-原始元素的计数地图 元素数尾图(第一,真) 元素的M-计数头图(第二,真)

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几许相思几点泪 2019-11-28 16:24:33 446 分享 版权
阿里云 AI 助理回答

根据您提供的数据结构和算法逻辑,我们可以分析其时间复杂度如下:

  1. map.tailMap(first, true)操作:此操作是基于TreeMap的,它会返回一个从指定键(含)开始到尾部的所有键值对视图。由于TreeMap内部实现是红黑树,查找和分割操作的时间复杂度为O(log n),其中n是原始TreeMap中元素的数量。因此,此步骤的时间复杂度为O(log n)。

  2. 外部循环:对于外部的forEach循环,它遍历由上一步得到的子Map中的所有条目。这个循环次数取决于tailMap操作后返回的元素数量,我们记为k。遍历这些元素的时间复杂度是O(k)。

  3. 内部循环:对于每个外部循环中的元素,执行v.headMap(second, true),这同样是基于TreeMap的操作,用于获取从当前键到指定键second(含)之间的所有键值对。该操作的时间复杂度也是O(log m),其中m是对应子Map中元素的数量。随后是对这个子Map进行遍历并累加到结果集,这个遍历操作的时间复杂度为O(m)。

综合上述分析,整个算法的时间复杂度不是直接简单的乘积关系,而是需要考虑最坏情况下的叠加。对于每一轮外部循环,内部循环的总成本是O(log m + m),而这个过程重复了k次。但是,这里的m在每次内部循环时可能不同,且没有给出m与整体规模n的具体关系,所以直接给出一个精确的复合表达式如O(log (n * k) * (log (k * m) * log (m)))并不准确。

更合理的分析是,考虑到最外层遍历的O(k)和每次内部遍历的平均成本(假设m相对稳定或有界),整体复杂度接近于外部循环次数乘以内部操作的平均成本,即接近O(k * (log m + m))。然而,没有具体信息表明k或m如何随n变化,因此无法进一步简化为一个关于n的闭合形式表达式。

综上所述,直接套用公式O(log (n * k) * (log (k * m) * log (m)))来描述该算法的复杂度可能不够准确,应依据实际情况具体分析各部分操作的成本及其相互关系。

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