void f(int n)
{
for (int i = 1; i <= n; i++)
for (int j = 1; j <= n * n / i; j += i)
printf(“*”);
}
这段代码的时间复杂度是多少? 我认为它会是 O(n3) 但结果实际答案是 O(n2)我不知道为什么。 有人可以解释吗? (有可能是考试出错)
最佳答案
关于内循环有两点需要注意:
这里的“除以
i
”:j<=n*n/i
此处的“增量为
i
”:j+=i
(这给出了另一个“除以i
)
考虑到这一点,我们可以看到内部循环执行多少次取决于 i
的值。 :
i = 1 --> n*n/1/1
i = 2 --> n*n/2/2
i = 3 --> n*n/3/3
i = 4 --> n*n/4/4
....
然后求和:
n*n/1/1 + n*n/2/2 + n*n/3/3 + n*n/4/4 + ...
这是:
n*n/1^2 + n*n/2^2 + n*n/3^2 + n*n/4^2 + ...
这是:
n^2 * (1/1^2 + 1/2^2 + 1/3^2 + 1/4^2 + ... )
根据https://en.wikipedia.org/wiki/Basel_problem这是大约:
n^2 * 1.644934
所以复杂度是O(n^2)
只是为了好玩,下面的代码计算了内部循环的执行次数
#include <stdio.h>
unsigned long long f(int n)
{
unsigned long long c = 0;
for (int i=1; i<=n; i++)
{
for (int j=1; j<=n*n/i; j+=i)
{
++c;
}
}
return c;
}
void g(int n)
{
unsigned long long c = f(n);
printf("d=%-10d c=%-10llu c/n^2=%f\n", n, c, (((double)c)/n/n));
}
int main()
{
g(10);
g(100);
g(1000);
g(10000);
return 0;
}
输出:
d=10 c=157 c/n^2=1.570000
d=100 c=16395 c/n^2=1.639500
d=1000 c=1644474 c/n^2=1.644474
d=10000 c=164488783 c/n^2=1.644888
关于c - O(n^2) 的时间复杂度,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/72700756/