我们需要一个不用具体的测试数据来测试,就可以粗略地估计算法的执行效率的方法,以此来追求最低的算法复杂度,提升代码质量。
复杂度分为时间复杂度和空间复杂度。
在介绍时间复杂度之前,先说下大 O 复杂度表示法。
所有代码的执行时间 T(n) 与每行代码的执行次数 n 是成正比的
可以用一个公式来表示这种关系:
T(n) = O(f(n))
- T(n):表示代码的执行时间
- n:表示数据规模的大小
- f(n):表示一个公式,像上面的
2n + 2
或(2n²+2n+3)
,表示所有代码执行的次数总和- O:表示代码的执行时间 T(n) 与 f(n) 表达式成正比
这就是大 O 时间复杂度表示法。
大 O 时间复杂度实际上并不具体表示代码真正的执行时间,而是表示代码执行时间随数据规模增长的变化趋势,所以,也叫作渐进时间复杂度,简称时间复杂度。
由公式可以看出,当 n
很大时,比如达到 10000,甚至 100000,此时公式中的低阶、常量、系数三部分就可以忽略不计,那么刚刚两个示例的时间复杂度可以简化为: T(n) = O(n)
; T(n) = O(n²)
。
从图中可以看到时间复杂度的类型有好多种,但我们只要熟悉常用的几种即可,O(1),O(n)、O(logN)
与 O(n²)。
以及各个表达式的执行时间快慢:
1 < log2n < √n < n < nlog2n < n2 < 2n < n!
O(1) 不是指只执行了一行代码,而是常量级时间复杂度的一种表示方法,比如如下代码的时间复杂度就是 O(1),而不是 O(4)。
function sum() { var i = 0; i += 1; var j = 1; var sum = i + j; }
一般情况下,只要算法中不存在循环语句、递归语句,即使有成千上万行的代码,其时间复杂度也是 Ο(1)。
循环执行了 n 次
for (let i = 0; i < n; i += 1) { console.log(i) }
加法法则:总复杂度等于量级最大的那段代码的复杂度
O(n) 足够大时,O(1) 忽略不计
let i = 0; i +=1 for (let i = 0; i < n; i += 1) { console.log(i) }
乘法法则:嵌套代码的复杂度等于嵌套内外代码复杂度的乘积
for (let i = 0; i < n; i += 1) { for (let j = 0; j < n; j += 1) { console.log(i, j) } }
实际上就是求2的多少次方等于 n,如下图:
let i = 1; while (i < n) { console.log(i) i * 2; }