python数据结构与算法分析

2021/8/25 12:36:13

本文主要是介绍python数据结构与算法分析,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

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流年

《python数据结构与算法分析》 作者:拉努姆、米勒

简介:通过本书,读者将深刻理解python数据结构、递归、排序、树与图的应用等。

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第1章 导论

1.1 计算机科学

(1)定义:计算机科学的研究对象是提出问题、解决问题的过程,以及通过该过程得到的解决方案(也就是算法);计算机科学研究可计算以及不可计算的问题,即研究算法的存在性以及不存在性。

(2)何为编程

是指通过编程语言将算法编码以便能被计算机执行的过程。

(3)抽象数据类型

其基本思想是将具体实现隐藏起来,封装具体的细节,用户和接口(功能)进行交互。

抽象数据类型

其中,抽象数据类型的实现就被称为数据结构。

第2章 算法分析

2.1 何为算法分析

算法就是解决问题的方法;而程序是用某一种编程语言对算法编码。同一个算法对应许多程序。

算法分析:①占用的空间和内存 ② 所需的时间

>>>python中记录执行时间的模块叫time。在首尾各调用一次该函数,计算差值。调用方法:start = time.time(); end= time.time(); T= end-start;

2.2 用来描述算法执行时间的指标

(1)大O记法

如果将每一步看成基本计算单位,那么可以将算法的执行时间描述成解决问题的步骤数。

eg:

对于累加算法:计算总和所用的赋值语句的数目可作为基本计算单位,累加算法中赋值次数为1+n(n为问题规模),令时间T(n)=1+n,就可以这样描述“当问题规模为n时,解决问题所需的时间时T(n),即需要1+n步”。

But

精确的步骤数【1+n】在T(n)中并不其决定性的作用,起决定性作用的是问题规模即n。

故,数量级函数描述的是当n增长时,T(n)增长最快的部分。数量级常被称为大O记法,记作O(f(n)),其中f(n)就是在T(n)函数中起决定性作用的部分的简单表示。

起决定性部分的讨论

如 T(n)= 5n²+27n+1005 当n很小时,1005看起来是起决定性的部分;随着n的增大,n²变得更重要,实际上,当n很大时,另外两项显得不太重要了;当n继续增大,系数5也可以忽略。即该函数的数量级是f(n)=n²或O(n)。

另一种情况,当算法性能不依赖于问题规模(时间复杂度),而依赖于数据值(空间复杂度)时:

可用最坏情况、最好情况以及普通情况来描述。

(2)异序词检测

要展示不同数量级的算法,一个好例子就是异序词检测问题。

首先,什么是异序词?顾名思义,就是重排顺序的字符串。

判断两者是否为异序词:

① 清点法

清点第一个字符串的每个字符,看看他们是否都出现在第二个字符串中,如果是,互为异序词。

实现代码如下:

时间复杂度为O(n²)

(2)排序法

(3)蛮力法



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