主方法和递归树、复杂度分析

今天看到的,先记录下来。

转自:http://my.oschina.net/cashlang/blog/16725

主方法和递归树

这真的是2个很牛叉的算法分析方法,你可以用主方法瞬间估算出算法的复杂度

Master Method 

T(n) = aT(n/b)+h(n)

a >=1 ; b >1 ; h(n) : 不参与递归的复杂度函数

判断n^log (a)与h(n)的大小关系

= Θ(h(n)) :该方法的复杂度为   Θ(h(n)*lg(n))

> Θ(h(n)) :该方法的复杂度为   Θ(n^(log a/log b))

< Θ(h(n)) :该方法复杂度为 Θ(h(n))

这样可以帮助你快速的分析出你得算法的复杂度是否符合要求。

 

Recursion Tree Method

主要是把递归式转换成树的形式,则利用树的数学概念和特性可以知道树高和叶子结点个数,从而可以求解出算法的复杂度。当然这种方法更合适你去验证自己的结论,因为是严格的证明过程。

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另外一篇:递归树

转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6dd607f50100v72q.html

求递归算法时间复杂度:递归树

 
《主方法和递归树、复杂度分析》
(2011-09-22 11:53:34)
《主方法和递归树、复杂度分析》转载

标签: 

杂谈

分类: 算法

递归算法时间复杂度的计算方程式一个递归方程:

  《主方法和递归树、复杂度分析》

  在引入递归树之前可以考虑一个例子:

  T(n) = 2T(n/2) + n2

  迭代2次可以得:

  T(n) = n2 + 2(2T(n/4) + (n/2) 2)

  还可以继续迭代,将其完全展开可得:

  T(n) = n2 + 2((n/2) 2 + 2((n/22)2 + 2((n/232 + 2((n/242 +…+2((n/2i2 + 2T(n/2i + 1)))…))))  ……(1)

  而当n/2i+1 == 1时,迭代结束。

 

  将(1)式小括号展开,可得:

  T(n) = n2 + 2(n/2)2 + 22(n/222 + … + 2i(n/2i)2 + 2i+1T(n/2i+1)

  这恰好是一个树形结构,由此可引出递归树法。

 《主方法和递归树、复杂度分析》

  图中的(a)(b)(c)(d)分别是递归树生成的第1,2,3,n步。每一节点中都将当前的自由项n2留在其中,而将两个递归项T(n/2) + T(n/2)分别摊给了他的两个子节点,如此循环。

  图中所有节点之和为:

  [1 + 1/2 + (1/2)2 + (1/2)3 + … + (1/2)i] n2 = 2n2

  可知其时间复杂度为O(n2)

  

  可以得到递归树的规则为:

  (1) 每层的节点为T(n) = kT(n / m) + f(n)中的f(n)在当前的n/m下的值;

  (2) 每个节点的分支数为k;

  (3)每层的右侧标出当前层中所有节点的和。

 

  再举个例子:

  T(n) = T(n/3) + T(2n/3) + n

  其递归树如下图所示:

  《主方法和递归树、复杂度分析》

  可见每层的值都为n,从根到叶节点的最长路径是:

  《主方法和递归树、复杂度分析》

  因为最后递归的停止是在(2/3)kn == 1.则

  《主方法和递归树、复杂度分析》    

  于是

  《主方法和递归树、复杂度分析》  

  即T(n) = O(nlogn) 

 

  总结,利用此方法解递归算法复杂度:

  f(n) = af(n/b) + d(n)

  1.当d(n)为常数时:

  《主方法和递归树、复杂度分析》

  2.当d(n) = cn 时:

   《主方法和递归树、复杂度分析》

  3.当d(n)为其他情况时可用递归树进行分析。

  

  由第二种情况知,若采用分治法对原算法进行改进,则着重点是采用新的计算方法缩小a值。 

    原文作者:递归与分治算法
    原文地址: https://blog.csdn.net/Garfield2005/article/details/8197282
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