带你逐步分析递归算法的时间复杂度 很多同学对递归算法的时间复杂度都不甚了解。 同一道题目,同样使用递归算法,有的同学写出了O(n)的代码,有的同学就写出了O(logn)的代码 这是为什么呢, 就是因为对递归的时间复杂度理解的不够深入导致的 如果恰巧正在读本文的你也对递归算法的时间复杂度懵懵懂懂,请认真读完本篇文章,一定会有所收获。我这里也整理出一份PDF,pdf中不仅有刷题大纲、刷题顺序,还有详细图解,每一本pdf发布之后都广受好评先,PDF中攻击20w字详细图解了 100多道力扣上的经典题目,上图:
无论现在要不要学习算法,先去下载吧,你会发现详见很晚!BAT程序员的算法学习手册PDF开放下载! 我先通过一道简单的面试题,来带大家逐步分析递归算法的时间复杂度,最后找出最优解。 来看一下这道面试题:求x的n次方 大家想一下这么简单的一道题目 代码应该如何写。 最直观的方式应该就是,一个for循环求出结果,代码如下 时间复杂度为 此时面试官会说,有没有效率更好的算法呢。 如果同学们此时没有思路,建议不要说:我不会,我不知道。可以和面试官探讨一下,问:可不可以给点提示。 面试官一般会提示:考虑一下递归算法 有的同学就写出了如下这样的一个递归的算法,使用递归解决了这个问题 面试官问:那么这份代码的时间复杂度是多少? 有的同学可能一看到递归就想到了,其实并不是这样 递归算法的时间复杂度本质上是要看: 递归的次数 * 每次递归中的操作次数 那我们再来看代码,我们递归了几次呢。 每次n-1,递归了n次 时间复杂度是,每次进行了一个乘法操作,乘法操作的时间复杂度一个常数项 所以这份代码的时间复杂度是 这个时间复杂度可能就没有达到面试官的预期。 于是同学又写出了这样的一个递归的算法的代码如下 ,来求 x的n次方 面试官看到后微微一笑,问这份代码的时间复杂度又是多少呢? 我们来分析一下 首先看递归了多少次呢,可以把递归的次数 抽象出一颗满二叉树。 我们刚刚写的这个算法,可以用一颗满二叉树来表示(为了方便表示 我选择n为偶数),如图:
当前这颗二叉树就是求x的n次方,n为16的情况 n为16的时候 我们进行了多少次乘法运算呢 这棵树上每一个节点就代表着一次递归并进行了一次相乘操作 所以 进行了多少次递归的话,就是看这棵树上有多少个节点。 熟悉二叉树的同学应该知道如何求满二叉树节点数量 这颗满二叉树的节点数量就是 有同学就会发现 这其实是等比数列的求和公式, 如果不理解的同学可以直接记下来这个结论。 这个结论在二叉树相关的面试题里也经常出现。 这么如果是求x的n次方,这个递归树有多少个节点呢,如下图所示
时间复杂度忽略掉常数项之后,我们发现这个递归算法的时间复杂度依然是O(n)。 此时面试官就会问, 貌似这个递归的算法依然还是啊, 很明显没有达到面试官的预期 那么在思考一下 的递归算法应该怎么写 这里在提示一下 上面刚刚给出的那份递归算法的代码,是不是有哪里比较冗余呢。 来看这份优化后的递归算法代码 那我们看一下 时间复杂度是多少 依然还是看他递归了多少次 我们可以看到 这里仅仅有一个递归调用,且每次都是 n/2 所以这里我们一共调用了 log以2为底n的对数次 每次递归了做都是一次乘法操作,这也是一个常数项的操作, 所以说这个递归算法的时间复杂度才是真正的O(logn)。 如果同学们最后写出了这样的代码并且时间复杂度分析的非常清晰,相信面试官是比较满意的。 最后希望通过这么一个简单的面试题,让大家真正了解了递归算法的时间复杂度该如何分析。 最后无论是学生还是工作多年的老鸟,都需要学习算法知识,算法学好了,进大厂还是很容易的,对以后的事业发展很有帮助,我已经把详细的算法学习路线都整理出来,并开源在Github上, 上图:
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