for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=i;j++)
for(k=1;k<=j;k++)
x++;
请问这个代码的时间复杂度n^3是如何计算的
i执行次数是n
j<i,那么其实就是个三角形,执行次数n^2/2
k<j,那么就是个三棱锥,执行次数n^3/6
这里的1/6是系数,在问复杂度问题的时候系数和常数项都被忽略,只保留n的最高次幂
所以就是O(n^3)
这个嵌套循环的代码段可以通过遵循以下步骤来计算其时间复杂度:
每个循环的迭代次数:
for(i=1;i<=n;i++)
执行了 n 次。for(j=1;j<=i;j++)
执行了 i 次,其中 i 的值在每次外部循环迭代中不同,从 1 到 n。for(k=1;k<=j;k++)
执行了 j 次,其中 j 的值在每次第一个内部循环迭代中不同,从 1 到 i。计算总迭代次数:
总的时间复杂度:
由于每个循环的迭代次数相乘,因此时间复杂度为 n * (n + 1) / 2 * n * (n + 1) * (n + 2) / 6 = O(n^3)。
因此,该代码段的时间复杂度是 O(n^3)。
第一个循环:外层循环使用变量i,从1迭代到n。因此,这个循环的时间复杂度是O(n)。
第二个循环:嵌套在第一个循环内部,使用变量j,从1迭代到i。该循环平均的迭代次数为i/2。但是时间复杂度一般只写次数不写系数,因此,它的时间复杂度可以近似为O(n)。
第三个循环:嵌套在第二个循环内部,使用变量k,从1迭代到j。该循环平均的迭代次数为j/2。就像刚才提到的,因此,时间复杂度一般只写次数不写系数。所以它的时间复杂度可以近似为O(n)。
由于每个循环是相互嵌套的,所以我们将它们的时间复杂度相乘:
总体时间复杂度 = n×n×n。
# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# define N 3
/**
函数:fun(int a[][N], int n)
功能:使数组的左下三角元素中的值乘以n
描述:程序定义了 N*N 的二维数组,并在主函数中自动赋值。
举例:
若 n 的值为3,a数组中的值为
1 9 7
3 9 7
2 3 8
则返回主程序后 a 数组中的值应该为
3 9 7
9 27 7
6 9 24
*/
void fun(int a[][N], int n) {
for (int i = 0; i < N; ++i) {
for (int j = 0; j <= i; ++j) {
a[i][j] = a[i][j] * n;
}
}
}
int main(int argc, char const *argv[]) {
int a[N][N] = {{1,9,7}, {3,9,7}, {2,3,8}};
int n = 3;
printf("原数组为:\n");
for (int i = 0; i < N; ++i) {
for (int j = 0; j < N; ++j) {
printf("%d\t", a[i][j]);
}
printf("\n");
}
fun(a, n);
printf("计算后数组:\n");
for (int i = 0; i < N; ++i) {
for (int j = 0; j < N; ++j) {
printf("%d\t", a[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
示例结果:
$ gcc ex008.c -o demo
$ ./demo
原数组为:
1 9 7
3 9 7
2 3 8
计算后数组:
3 9 7
9 27 7
6 9 24
首先,时间复杂度(n^3)表示代码的运行时间与输入规模n的立方成正比。为了计算代码的时间复杂度,我们可以按照以下步骤进行:
确定代码的主要操作:首先,我们需要确定代码中执行次数最多的操作。在给定的代码片段中,可以看到最嵌套的循环是两层循环,其中第一层循环从0到n-1,第二层循环从i到n-1。因此,这两个循环是执行次数最多的操作。
计算每个操作的执行次数:根据代码中的循环结构,我们可以确定这两个循环的执行次数。第一个循环的执行次数是n-1,第二个循环的执行次数是(n-1)-i。为了计算所有操作的执行次数,我们需要计算第二个循环的执行次数的总和。
计算时间复杂度:根据第二步的计算结果,我们可以得到代码的执行次数。由于时间复杂度表示代码运行时间与输入规模n的关系,因此我们需要将上述结果表示为关于n的函数。在这种情况下,第二步计算的结果是两个循环执行次数的总和,即∑(n-1)-i。根据公式的推导,这个总和可以表示为(n-1)+(n-2)+...+2+1,即等差数列的求和。根据等差数列求和公式,这个总和可以简化为(n-1)*n/2。因此,代码的时间复杂度为O(n^2)。
由于给出的参考代码片段是一个最大子数组问题的解决方法,它的时间复杂度实际上是O(n^2),而不是n^3。因此,以上的解释和计算步骤仅适用于时间复杂度为O(n^2)的代码。如果确实需要计算时间复杂度为n^3的代码,请提供该代码片段以便进一步分析和计算。