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2算法分析【荐】.pdf
本讲主要内容
• 关于算法
• 排序问题的算法分析
– 插入排序、归并排序
– 分析算法时间效率
• 最坏情形、平均情形
– 算法正确性证明
• 循环不变量
• 算法时间效率的渐进表示
– Ο (Θ 、Ω、о 、ω )
Algorithm
• Problem definition 问题
• Objective 目标(very important)
• Evaluation 算法评价
• Methods 方法
6
Algorithm evaluation
• Quality:
– how far away from the optimal solution ?
• Cost:
–Running time
– Space needed
• Our goal is to design algorithm with high
quality, but in low cost
2/23/2011 7/74
Reasonable times
•Poly(|I|), Time polynomial in |I|,
where |I| is the size of the
problem instance
•Input size: size(x) of an instance x
with rational data is the total
number of bits needed for the
binary prepresentation.
2/23/2011 8/74
Hardness of problems
Easy
2 3 1000
• Polynomial (e.g. n , n log n, n , n ).
2 7
• Quasi-polynomial(e.g.:n log n, n log n, c log n).
• Sub-exponential (e.g.: 2√n, 5(n0.98)).
n n n
• Exponential (e.g.: 2 , 8 , n!, n ).
Hard
2/23/2011 9/74
Running time
• Computer A is 100 times faster than
computer B
• Sort n numbers
– Computer A requires 2n2 instructions
– Computer B requires 50nlgn instructions
• n = 1,000, 000
6 2 9
– Computer A: 2(10 )
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