过完年回焦作

2017/02/06 回归复习

Posted by WangXiaoDong on February 6, 2017

时间:2017年2月6日 天气:阴:cloud:


Author:冬之晓:angry:
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    前天,我回到焦作,腾飞叫晨辰帮忙把东西搬过来,顺便住了一夜,昨天早晨,晨辰就回去了,因为他在家也待不了多久,
    最多到正月十五。一上班回家时间就少了。让他专门过来给我们送东西真的是不好啥意思。下午,腾飞说想锻炼身体,
    于是晚上吃饭的时候我们顺便找了一家健身房。并且准备第二天去,今天中午,我就和腾飞一起去了健身房,锻炼了20min,
    感觉效果不错,下午学习精神多啦,以后有机会还要去锻炼身体!

这一段时间,我研究了一下算法的时间复杂度分析,感觉其中的递归分析挺有意思,就总结一下记录下来,以备以后随时复习查看。

下面假设递归方程式已经给出了,仅仅说明如何计算递归方程的时间复杂度。 对于递归方程的时间复杂度分析,需要分为两个步骤,计算和证明

一、步骤一:计算

遇到一个递归方程,首先看这个递归方程的形式,根据不同的形式又分为两种不同的计算方法:

1.形式如:T(n)=aT(nb)+f(n)的递归函数

对于形如T(n)=aT(nb)+f(n)的递归函数,我们可以使用下面的公式进行计算其时间复杂度:

T(n)={O(nlogab),O(nlogab)>O(f(n))O(f(n)×logn),O(nlogab)=O(f(n))O(f(n),O(nlogab)<O(f(n))

注意:上面的公式中a>1,b>1均为正数,f(n)为确定的正函数。

2.形式如:T(n)=C1T(n1)+C2T(n2)++CkT(nk)+f(n)的递归函数

对于形如T(n)=C1T(n1)+C2T(n2)++CkT(nk)+f(n)的递归函数,要求其中C1,C2,,Ck0的常数,同时会有k个已知的等式E1,E2,,Ek组成形如下面的递归函数:

T(n)={E1,n=0E2,n=1E3,E4Ek1n=2,3k2Ek,n=k1C1T(n1)+C2T(n2)++CkT(nk)+f(n),n>k1

首先从递归式

T(n)=C1T(n1)+C2T(n2)++CkT(nk)+f(n)

入手,将该递归式式移项得:

T(n)C1T(n1)C2T(n2)CkT(nk)=f(n)

然后写出其对应的齐次方程,即根据含有T(n),T(n1),T(n2),,T(nk)的个数减去1来确定方程未知数的最大次数为k,然后将方程中的T(n)改为未知数的最大次数,T(n1)改为未知数的第二大次数,以此类推, 假设齐次方程的未知数是t,则结果如下式:

tkC1tk1C2tk2Ck=f(n)

根据该方程的形式,可以知道如果该方程的某个解t=rm重根,则m个解的形式是{rn,nrn,n2rn,,nm1rn},如果剩余的解有多重跟也按照这种形式写出即可,为了简便,假设剩余的解都为单根, 则还剩(km)个解,其解的形式是{rn1,rn2,,rnkm},然后假设每个解的形式对应的系数分别为a1,a2,,ak,则可以写出齐次方程的通解形式:

a1rn+a2nrn+a3n2rn++amnm1rn+am+1rn1+am+2rn1++akrnkm

为了求解通解中的未知系数a1,a2,,ak,需要先求的齐次方程的特解,下面给出特解形式表格,为了简便,令C(t)=T(n)C1T(n1)C2T(n2)CkT(nk)

f(n)形式 条件 特解形式
an C(a)0
———————-
aC(t)m重根
p0an
———–
p0nman
ns C(1)0
———————-
1C(t)m重根
p0+p1n+p2n2++psns
————————————————–
nm(p0+p1n+p2n2++psns)
nsan C(a)0
———————-
aC(t)m重根
(p0+p1n+p2n2++psns)an
—————————————————-
nm(p0+p1n+p2n2++psns)an
常数 常数x

注意:这个表格中需要求的未知数是:p0,p1,,ps,x,根据f(n)形式和条件在表中找到对应的特解形式———假设特解形式为M,令T(n)=M回代入到递归方程T(n)=C1T(n1)+C2T(n2)++CkT(nk)+f(n)中, 求出未知数p0,p1,,ps,x,将这些未知数代回特解中,即得到特解的确定形式,设其确定形式是ζ,则可以写出其次方程的“通解+特解”形式:

a1rn+a2nrn+a3n2rn++amnm1rn+am+1rn1+am+2rn1++akrnkm+ζ

最后将递归方程的k个已知的等式E1,E2,,Ek代入“通解+特解”形式,解出未知系数a1,a2,,ak,回代入“通解+特解”形式即得到最终解。

二、步骤二:证明

将第一步算出的时间复杂度带入原来的递归方程,如果没有出现矛盾,则是可能的解,最后用数学归纳法证明即可。

三、举例说明

以后再加上……

References:

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