一尘不染

嵌套嵌套循环反复使计数器加倍的这段代码的复杂性是什么?

algorithm

在《 暴露的编程访谈 》一书中,它说下面的程序的复杂度是O(N),但我不知道这怎么可能。有人可以解释为什么吗?

int var = 2;
for (int i = 0; i < N; i++) {
   for (int j = i+1; j < N; j *= 2) {
      var += var;
   }
}

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2020-07-28

共1个答案

一尘不染

您需要一点数学才能看到。内部循环迭代Θ(1 + log [N/(i+1)])时间(1 +因为for是必需的i >= N/2[N/(i+1)] = 1对数为0,但是循环迭代一次)。j所采用的值(i+1)*2^k,直到它至少一样大N,并且

(i+1)*2^k >= N <=> 2^k >= N/(i+1) <=> k >= log_2 (N/(i+1))

使用数学除法。因此,将更新j *= 2称为ceiling(log_2 (N/(i+1)))时间,并将条件称为检查1 + ceiling(log_2 (N/(i+1)))时间。这样我们就可以写出全部工作

N-1                                   N
 ∑ (1 + log (N/(i+1)) = N + N*log N - ∑ log j
i=0                                  j=1
                      = N + N*log N - log N!

现在,斯特林的公式告诉我们

log N! = N*log N - N + O(log N)

因此我们发现完成的总工作确实是O(N)

2020-07-28