下面按从快到慢的顺序列出了你经常会遇到的5种大O运行时间。
- O(log n),也叫对数时间,这样的算法包括二分查找。
- O(n),也叫线性时间,这样的算法包括简单查找。
- O(n * log n),这样的算法包括第4章将介绍的快速排序——一种速度较快的排序算法。
- O(n2),这样的算法包括第2章将介绍的选择排序——一种速度较慢的排序算法。
- O(n!),这样的算法包括接下来将介绍的旅行商问题的解决方案——一种非常慢的算法。
假设你要绘制一个包含16格的网格,且有5种不同的算法可供选择,这些算法的运行时间如上所示。如果你选择第一种算法,绘制该网格所需的操作数将为4(log 16 = 4)。假设你每秒可执行10次操作,那么绘制该网格需要0.4秒。如果要绘制一个包含1024格的网格呢?这需要执行10(log 1024 = 10)次操作,换言之,绘制这样的网格需要1秒。这是使用第一种算法的情况。
第二种算法更慢,其运行时间为O(n)。即要绘制16个格子,需要执行16次操作;要绘制1024个格子,需要执行1024次操作。执行这些操作需要多少秒呢?
下面按从快到慢的顺序列出了使用这些算法绘制网格所需的时间:还有其他的运行时间,但这5种是最常见的。
这里做了简化,实际上,并不能如此干净利索地将大O运行时间转换为操作数,但就目前而言,这种准确度足够了。等你学习其他一些算法后,第4章将回过头来再次讨论大O表示法。当前,我们获得的主要启示如下。
- 算法的速度指的并非时间,而是操作数的增速。
- 谈论算法的速度时,我们说的是随着输入的增加,其运行时间将以什么样的速度增加。
- 算法的运行时间用大O表示法表示。
- O(log n)比O(n)快,当需要搜索的元素越多时,前者比后者快得越多。