数据结构算法时间复杂度例题

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时间复杂度的定义

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)，使得当n趋近于无穷大时，T(n)/f(n)的极限值为不等于零的常数，则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n))，称O(f(n))为算法的渐进时间复杂度(O 是数量级的符号)，简称时间复杂度。

根据定义，可以归纳出基本的计算步骤

1. 计算出基本操作的执行次数T(n)

基本操作即算法中的每条语句（以;号作为分割），语句的执行次数也叫做语句的频度。在做算法分析时，一般默认为考虑最坏的情况。

2. 计算出T(n)的数量级

求T(n)的数量级，只要将T(n)进行如下一些操作：

忽略常量、低次幂和最高次幂的系数

令f(n)=T(n)的数量级。

3. 用大O来表示时间复杂度

当n趋近于无穷大时，如果lim(T(n)/f(n))的值为不等于0的常数，则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n))。

一个示例：

(1) int num1, num2;

(2) for(int i=0; i<n; i++){

(3) num1 += 1;

(4) for(in

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时间复杂度的定义

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)，使得当n趋近于无穷大时，T(n)/f(n)的极限值为不等于零的常数，则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n))，称O(f(n))为算法的渐进时间复杂度(O 是数量级的符号)，简称时间复杂度。

根据定义，可以归纳出基本的计算步骤

1. 计算出基本操作的执行次数T(n)

基本操作即算法中的每条语句（以;号作为分割），语句的执行次数也叫做语句的频度。在做算法分析时，一般默认为考虑最坏的情况。

2. 计算出T(n)的数量级

求T(n)的数量级，只要将T(n)进行如下一些操作：

忽略常量、低次幂和最高次幂的系数

令f(n)=T(n)的数量级。

3. 用大O来表示时间复杂度

当n趋近于无穷大时，如果lim(T(n)/f(n))的值为不等于0的常数，则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=O(f(n))。

一个示例：

(1) int num1, num2;

(2) for(int i=0; i<n; i++){

(3) num1 += 1;

(4) for(in

1

排序算法比较

主要内容：

1)利用随机函数产生

10000个随机整数，对这些数进行多种方法

排序。

2）至少采用4种方法实现上述问题求解（可采用的方法有插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序），并把排序后的结功能果保存在不同的文件里。

3）给出该排序算法统计每一种排序方法的性能（以运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。

程序的主要功能：

1.随机数在排序函数作用下进行排序 2.程序给出随机数排序所用的时间。

算法及时间复杂度

（一）各个排序是算法思想：

（1）直接插入排序：将一个记录插入到已排好的有序表中，从而得

到一个新的，记录数增加1的有序表。

（2）冒泡排序：首先将第一个记录的关键字和第二个记录的关键字

进行比较，若为逆序，则将两个记录交换，然后比较第二个记录和第三个记录的关键字。依此类推，直到第N-1和第N个记录的

1

2

关键字进行过比较为止。上述为第一趟排序，其结果使得关键字的最大纪录被安排到最后一个记录的位置上。然后进行第二趟起泡排序，对前N-1个记录进行同样操作。一共要进行N-1趟起泡排序。

（3）快速排序：通过一趟排序将待排记录分割成独

1

排序算法比较

主要内容：

1)利用随机函数产生

10000个随机整数，对这些数进行多种方法

排序。

2）至少采用4种方法实现上述问题求解（可采用的方法有插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序），并把排序后的结功能果保存在不同的文件里。

3）给出该排序算法统计每一种排序方法的性能（以运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。

程序的主要功能：

1.随机数在排序函数作用下进行排序 2.程序给出随机数排序所用的时间。

算法及时间复杂度

（一）各个排序是算法思想：

（1）直接插入排序：将一个记录插入到已排好的有序表中，从而得

到一个新的，记录数增加1的有序表。

（2）冒泡排序：首先将第一个记录的关键字和第二个记录的关键字

进行比较，若为逆序，则将两个记录交换，然后比较第二个记录和第三个记录的关键字。依此类推，直到第N-1和第N个记录的

1

2

关键字进行过比较为止。上述为第一趟排序，其结果使得关键字的最大纪录被安排到最后一个记录的位置上。然后进行第二趟起泡排序，对前N-1个记录进行同样操作。一共要进行N-1趟起泡排序。

（3）快速排序：通过一趟排序将待排记录分割成独

一、选择题

1.个算法应该是（ ）。

A.程序 B.问题求解步骤的描述 C.要满足五个基本特性 D. A和C 2.某算法的时间复杂度为O(n2)，表明该算法的（ ）。 A.问题规模是n2 B.执行时间等于n2

C.执行时间与n2成正比 D.问题规模与n2成正比

3.以下算法的时间复杂度为（ ）。 void fun(int n) { int i=l;

while(i<=n) i=i*2; }

A. O(n) B. O(n2) C. O(nlog2n) D. O(log2n)

4.【2011年计算机联考真题】

设n是描述问题规模的非负整数，下面程序片段的时间复杂度是（）。 x=2;

while(x

A. O(log2n) B. O(n) C. O(nlog2n) D. O(n2)

5.【2012年计算机联考真题】

求整数n (n>=0)阶乘的算法如下，其时间复杂度是（ ）。 int fact(int n){

if (n<=l) return 1; return n*fact(n-1); }

A. O(log2n) B. O(n) C. O(nlog2n) D. O(n2)

6.有以下算法，其时间复杂度为（ ）。 void fu

6.3 典型例题

一、单项选择题

[例6-1] 数据结构用集合的观点可以表示为一个二元组DS＝(D，R)。其中，D是 ( ① )的有穷集合，R是D上( ② )的有限集合。

①A. 算法 B. 数据元素 C. 数据操作 D. 逻辑结构 ②A. 操作 B. 映像 C. 存储 D．关系

解析：由数据结构的集合形式化定义可知，本题答案为：①B； ②D。 [例6-2] 数据的常用存储结构中不包括( )。

A．顺序存储结构 B．线性结构 C．索引存储结构 D．散列存储结构 解析：数据通常有四种基本的存储方法，即顺序存储方法、链式存储方法、索引存储 方法和散列存储方法。由此可知，本题答案为：B。

[例6-3] 算法指的是( ① )，它必须具备( ② )这三个特性。

①A．计算方法 B．排序方法 C．解决问题的步骤序列 D．调度方法 ②A．可执行性、可移植性、可扩充性 B．可执行性、确定性、有穷性 C．确定性、有穷性、稳定性

6.3 典型例题

一、单项选择题

[例6-1] 数据结构用集合的观点可以表示为一个二元组DS＝(D，R)。其中，D是 ( ① )的有穷集合，R是D上( ② )的有限集合。

①A. 算法 B. 数据元素 C. 数据操作 D. 逻辑结构 ②A. 操作 B. 映像 C. 存储 D．关系

解析：由数据结构的集合形式化定义可知，本题答案为：①B； ②D。 [例6-2] 数据的常用存储结构中不包括( )。

A．顺序存储结构 B．线性结构 C．索引存储结构 D．散列存储结构 解析：数据通常有四种基本的存储方法，即顺序存储方法、链式存储方法、索引存储 方法和散列存储方法。由此可知，本题答案为：B。

[例6-3] 算法指的是( ① )，它必须具备( ② )这三个特性。

①A．计算方法 B．排序方法 C．解决问题的步骤序列 D．调度方法 ②A．可执行性、可移植性、可扩充性 B．可执行性、确定性、有穷性 C．确定性、有穷性、稳定性

前五章习题算法

2.2

算法设计题

1.设计一个算法从一给定的有序顺序表L中删除元素值在X到Y(X<=Y)之间的所有元素,要求以较高的效率实现,要求算法的空间复杂度为O(1) void delete(SqList &L,ElemType x,ElemType y) {

int i=0,k=0;

while(i=x &&L.elem[i]

L.length=L.length-k; }

2设一个有序表L,含有2n个整数,其中n个位负数,n个为正数,设计一个算法将L中所有元素按正负相间排列. 要求算法的空间复杂度为O(1),时间复杂度为O(n) void move(SqList &L) {

int i=0,j=L.length-1; int temp;

while(i0)i++; while(i

while(i

} }

3.假设一两个元素依之=值递增有序排列的线性表A和B分别表示两个集合(同一 元素值各不相同),要求分别设计求A和B交并差集的算法,要求结果线形表中的元素依值递增有序排列,试对顺序表实现上述操作. 交集:

void intersection(SqList A,SqList B ,SqList &C) {

int i=0,j=0,k=0;

while(iB.elem[j]) j++; else { C.elem[k]=A.elem[i]; k++;i++;j++;} //共同

一.选择题（共15题，每题3分）

（1）下面关于算法说法错误的是_______。 a. 算法最终必须由计算机程序实现

b. 为解决某问题的算法同为该问题编写的程序含义是相同的 c. 算法的可行性是指指令不能有二义性 d. 以上几个都是错误的 （2）下面说法错误的是______.

a. 算法原地工作的含义是指不需要任何额外的辅助空间

b. 在相同的规模n下，复杂度O(n)的算法在时间上总是优于复杂度O(2n)的算法 c. 所谓时间复杂度是指最坏情况下，估算算法执行时间的一个上界 d. 同一个算法，实现语言的级别越高，执行效率就越低 （3）在下面的程序段中，对x的赋值语句的频度为_____。 for (int i; i

a. 0(2n) b. 0(n) c. 0(n2) d. O(log2n) （4）下面说法正确的是______。 a. 数据元素是数据的最小单位； b. 数据元素是数据的最小单位；

c. 数据的物理结构是指数据在计算机内的实际存储形式 d. 数据结构的抽象操作的定义与具体实现有关 （5）下面说法正确的是_______。

a. 在顺序存储结构中，有时也存储数据结构中元素之间的关系 b. 顺序

学 生 实 验 报 告 册

（理工类）

课程名称：算法与数据结构专业班级： 13网络工程

学生学号： 1305106009学生姓名：陈韬

所属院部： 网络与通信工程学院 指导教师： 沈奇

20 14 ——20 15 学年 第 1 学期

金陵科技学院教务处制

实验报告书写要求

实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。

实验报告书写说明

实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。

填写注意事项

（1）细致观察，及时、准确、如实记录。 （2）准确说明，层次清晰。

（3）尽量采用专用术语来说明事物。

（4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 （5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。

实验报告批改说明

实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。

实验报告装订要求

实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项