一、函数的渐近的界

  我们在研究算法性能的时候,往往会在意算法的运行时间,而运行时间又与算法输入的规模相关,对于一个算法,我们可以求出运行时间和输入规模的函数,当输入规模足够大时,站在极限的角度看,就可以求出运行时间如何随着输入规模的无限增长而增长。
  这种令输入规模无限大 而研究运行时间增长情况的做法,就是在研究算法的渐近效率。

几种符号的直观理解:
 
函数的渐近的界&阶的比较
Θ,O,Ω的图像表示

Θ(渐近紧确界):若 f ( n ) = Θ ( g ( n )),则存在 c1>0 ,c2 >0,s.t. n→∞时, f ( n )夹在 c1 g ( n )和 c2 g ( n )之间。即g(n)既是f(n)的渐近上界又是渐近下界,可假装理解为”f(n) = g(n)“
且当 f ( n ) = Θ ( g ( n ))时,有:

 
函数的渐近的界&阶的比较
 

 

O (渐近上界):若f ( n ) = O ( g ( n )),则存在c>0, s.t. n→∞时,f(n)在cg(n)下面。即g(n)是f(n)的渐近上界,可假装理解为“f(n) <= g(n)”。
o (非渐近紧确上界):与O的区别是,任意c>0, 都使f(n)在cg(n)下面。是非紧的上界,可假装理解为“f(n) < g(n)”。
且当f ( n ) = o ( g ( n ))时,有:

 
函数的渐近的界&阶的比较
 

 

Ω (渐近上界):若f ( n ) = Ω ( g ( n )),则存在c>0, s.t. n→∞时,f(n)在cg(n)上面。即g(n)是f(n)的渐近下界,可假装理解为“f(n) >= g(n)”。
ω (非渐近紧确下界):与Ω的区别是,任意c>0, 都使f(n)在cg(n)上面。是非紧的下界,可假装理解为“f(n) > g(n)”。
且当f ( n ) = ω ( g ( n ))时,有:

 
函数的渐近的界&阶的比较
 

 

二、几个重要结论(阶的比较)

基本函数类:

至少指数级:函数的渐近的界&阶的比较
多项式级:函数的渐近的界&阶的比较
对数多项式级:函数的渐近的界&阶的比较
多项式函数<指数函数: 函数的渐近的界&阶的比较
对数函数<幂函数: 函数的渐近的界&阶的比较

对数函数:

(1)函数的渐近的界&阶的比较(换底)
(2)函数的渐近的界&阶的比较 (α>0)
(3)函数的渐近的界&阶的比较(即,形如指数函数的幂是log级,则可化成多项式级)

指数函数与阶乘:

Stirling公式: 函数的渐近的界&阶的比较
函数的渐近的界&阶的比较
函数的渐近的界&阶的比较
函数的渐近的界&阶的比较



作者:楠子小先生
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