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可能重复:
Big Theta Notation - big Theta 到底代表什么?

我想我在理论上理解它,但我难以理解的是这三个的应用。

在学校里,我们总是用大 O 来表示算法的复杂度。例如,冒泡排序是 O(n^2)。

现在,在阅读了更多理论之后,我发现 Big Oh 并不是唯一的衡量标准,至少还有另外两个有趣的衡量标准。

但这是我的问题:

Big O 是上限,Big Omega 是下限,Big Theta 是两者的混合。但这在概念上意味着什么?我明白它在图表上的含义;我已经看到了一百万个这样的例子。但这对算法复杂性意味着什么?“上限”或“下限”如何与之混合?

我想我只是没有得到它的应用程序。我知道如果乘以某个常数 c,如果在某个值 n_0 f(x) 大于 g(x) 之后,f(x) 被认为是 O(g(x))。但这实际上意味着什么?为什么我们要将 f(x) 乘以某个值 c?见鬼,我认为大 O 符号的倍数并不重要。

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大 O 表示法及其亲属,大 Theta、大 Omega、小 o 和小 Omega 是表达函数在极限点的行为方式(例如,当接近无穷大时,也接近0等),而无需多说有关该功能的其他信息。它们通常用于描述算法的运行空间和时间,但也可以在有关渐近行为的其他数学领域中看到。

半直观的定义如下:

如果“从某个点开始”,g(x) 低于 c*f(x),则函数 g(x) 被称为 O(f(x)),其中 c 是某个常数。

其他定义类似,Theta 要求 g(x) 介于 f(x) 的两个常数倍数之间,Omega 要求 g(x)>c*f(x),而小版本要求这对所有此类都是正确的常数。

但是为什么说一个算法的运行时间为 O(n^2) 会很有趣呢?

这很有趣,主要是因为在理论计算机科学中,我们最感兴趣的是算法如何处理大输入。这是真的,因为在小输入上,算法运行时间可能会因实现、编译、硬件和其他在理论上分析算法时并不真正有趣的事情而有很大差异。

然而,增长率通常取决于算法的性质,要改进它,您需要对您要解决的问题有更深入的了解。例如,排序算法就是这种情况,您可以获得一个简单的算法(冒泡排序)以在 O(n^2) 中运行,但要将其改进为 O(n log n),您需要一个真正的新想法,例如在合并排序或堆排序中介绍的。

另一方面,如果你有一个算法在 5n 秒内运行,而另一个在 1000n 秒内运行(例如,n=3 时长打哈欠和发射中断之间的差异),当你到达n=1000000000000,规模差异似乎不那么重要。但是,如果您有一个需要 O(log n) 的算法,则您必须等待 log(1000000000000)=12 秒,也许乘以某个常数,而不是将近 317,098 年,无论常数有多大是,是完全不同的尺度。

我希望这能让事情变得更清楚一些。祝你学业顺利!

于 2012-12-30T23:30:29.370 回答