算法复杂度:时间复杂度和空间复杂度

算法复杂度是指算法在编写成可执行程序后,运行时所需要的资源,资源包括时间资源和内存资源。
(1)时间复杂度
算法的时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。
n称为问题的规模,当n不断变化时,时间频度T(n)也会不断变化。但有时我们想知道它变化时呈现什么规律。为此,我们引入时间复杂度概念。
一般情况下,算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某个函数,用T(n)表示,若有某个辅助函数f(n),存在一个正常数c使得fn*c>=T(n)恒成立。记作T(n)=O(f(n)),称O(f(n)) 为算法的渐进时间复杂度,简称时间复杂度。
在各种不同算法中,若算法中语句执行次数为一个常数,则时间复杂度为O(1),另外,在时间频度不相同时,时间复杂度有可能相同,如T(n)=n^2+3n+4与T(n)=4n^2+2n+1它们的频度不同,但时间复杂度相同,都为O(n^2)。
按数量级递增排列,常见的时间复杂度有:

常数阶O(1),对数阶O(log2n)(以2为底n的对数,下同),线性阶O(n), 线性对数阶O(nlog2n),平方阶O(n^2),立方阶O(n^3),…,k次方阶O(n^k),指数阶O(2^n)

随着问题规模n的不断增大,上述时间复杂度不断增大,算法的执行效率越低。
常用排序算法的时间及空间复杂度

(2)空间复杂度
与时间复杂度类似,空间复杂度是指算法在计算机内执行时所需存储空间的度量。记作:
S(n)=O(f(n)) 算法执行期间所需要的存储空间包括3个部分: 算法程序所占的空间; 输入的初始数据所占的存储空间; 算法执行过程中所需要的额外空间。 在许多实际问题中,为了减少算法所占的存储空间,通常采用压缩存储技术。