Analiza algorytmów

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj

Analiza algorytmu to sposób określenia zasobów, które są potrzebne w celu wykonania algorytmu: ilości czasu i miejsca w pamięci, szerokości pasma lub liczby układów logicznych.

W analizie algorytmu czas działania algorytmu spełnia ważną rolę, ponieważ niektóre proste problemy mogą powodować niezwykle długie obliczenia.

W analizie tej rozważa się przypadek najdłuższego czasu działania dla każdych danych wejściowych określonego rozmiaru oraz przypadek średniego czasu oczekiwania na działania danego algorytmu przy założeniu, iż wszystkie dane wejściowe określonego rozmiaru są jednakowo prawdopodobne.

Spis treści

[edytuj] Od Czego zależy czas wykonywania

  1. od danych wejściowych (ciąg posortowany jest łatwiejszy do posortowania);
  2. od wielkości strumienia wejściowego (ciąg krótszy jest łatwiejszy do posortowania);
  3. zwykle szukamy górnych granic czasu działania, żeby mieć gwarancję.

[edytuj] Rodzaje analizy

  1. Najgorszy przypadek (zwykle): T(n) = maksymalny czas działana algorytmu na danych wielkości n;
  2. Średni przypadek (czasami): Oczekiwany czas działania przy każdych danych (wymaga założeń co do statystycznego rozlożenia danych);
  3. Najlepszy przypadek (oszukaństwo): Pokazuje, że nawet wolny algorytm pracuje szybko dla pewnych danych.

[edytuj] NOTACJA ASYMPTOTYCZNA

  • ignoruj stale zależne od komputera (dzięki temu analiza jest uniwersalna, uzyskujemy te same wyniki niezależnie od maszyny);
  • zwracaj uwagę na wzrost funkcji  T(n) \to \infty

[edytuj] Notacja O (górna granica)

O(g(n)) = {f(n): istnieją stałe c > 0,n0 > 0 takie, że  0 \leq f(n) \leq cg(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}

Przykład: 2n2 = O(n3),gdzie(c = 1,n0 = 2)
Zwróć uwagę, że n2,n3 to funkcje, nie wartości. Ponadto równość jest "w jedną stronę"!
(Dokładniej operując na zbiorach powinno się pisać  2n^{2} \in O(n^{3}) , więc, np. O(n2) jest zbiorem funkcji i we wzorach traktuje sie ten zbiór jako anonimową funkcję  h(n) \in O(n^{2} ).

[edytuj] Notacja Ω (ograniczenie dolne)

Ω(g(n)) = {f(n): istnieją stałe c > 0,n0 > 0 takie, że  0 \leq cg(n) \leq f(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}
Przykład:
 \sqrt n = \Omega (lg n), gdzie c = 1,n0 = 16

[edytuj] Notacja Θ (tight bounds)

Θ(g(n)) = {f(n): istnieją dodatnie stałe c1,c2,n0 takie, że  0 \leq c_{1} g(n) \leq f(n) \leq c_{2} g(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}
Lub inaczej:
 \Theta (g(n))= O(g(n)) \cap \Omega (g(n))
Przykład:
5n2 − 3n = Θ(n2

[edytuj] Notacja o (małe O)

Notacje O i Ω są jak  \leq i  \geq .
Notacje o i ω sa jak < i > .

o(g(n)) = {f(n): dla każdej dodatniej stałej c > 0 istanieje stała n0 > 0 taka, że  0 \leq f(n) < cg(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}
Przyklad:
2n2 = o(n3) i  (n_{0}= {2 \over c})

[edytuj] Notacja ω

(patrz: Notacja o)
ω(g(n)) = {f(n): dla każdej dodatniej stałej c > 0 istanieje stała n0 > 0 taka, że  0 \leq cg(n) < f(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}
Pzykład:
 \sqrt n =\omega (lg n) , gdzie (n0 = 1 + 1 / c)

[edytuj] Zobacz też:

Analiza algorytmu to sposób określenia zasobów, które są potrzebne w celu wykonania algorytmu: ilości czasu i miejsca w pamięci, szerokości pasma lub liczby układów logicznych.

W analizie algorytmu czas działania algorytmu spełnia ważną rolę, ponieważ niektóre proste problemy mogą powodować niezwykle długie obliczenia.

W analizie tej rozważa się przypadek najdłuższego czasu działania dla każdych danych wejściowych określonego rozmiaru oraz przypadek średniego czasu oczekiwania na działania danego algorytmu przy założeniu, iż wszystkie dane wejściowe określonego rozmiaru są jednakowo prawdopodobne.

Spis treści

[edytuj] Od Czego zależy czas wykonywania

  1. od danych wejściowych (ciąg posortowany jest łatwiejszy do posortowania);
  2. od wielkości strumienia wejściowego (ciąg krótszy jest łatwiejszy do posortowania);
  3. zwykle szukamy górnych granic czasu działania, żeby mieć gwarancję.

[edytuj] Rodzaje analizy

  1. Najgorszy przypadek (zwykle): T(n) = maksymalny czas działana algorytmu na danych wielkości n;
  2. Średni przypadek (czasami): Oczekiwany czas działania przy każdych danych (wymaga założeń co do statystycznego rozlożenia danych);
  3. Najlepszy przypadek (oszukaństwo): Pokazuje, że nawet wolny algorytm pracuje szybko dla pewnych danych.

[edytuj] NOTACJA ASYMPTOTYCZNA

  • ignoruj stale zależne od komputera (dzięki temu analiza jest uniwersalna, uzyskujemy te same wyniki niezależnie od maszyny);
  • zwracaj uwagę na wzrost funkcji  T(n) \to \infty

[edytuj] Notacja O (górna granica)

O(g(n)) = {f(n): istnieją stałe c > 0,n0 > 0 takie, że  0 \leq f(n) \leq cg(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}

Przykład: 2n2 = O(n3),gdzie(c = 1,n0 = 2)
Zwróć uwagę, że n2,n3 to funkcje, nie wartości. Ponadto równość jest "w jedną stronę"!
(Dokładniej operując na zbiorach powinno się pisać  2n^{2} \in O(n^{3}) , więc, np. O(n2) jest zbiorem funkcji i we wzorach traktuje sie ten zbiór jako anonimową funkcję  h(n) \in O(n^{2} ).

[edytuj] Notacja Ω (ograniczenie dolne)

Ω(g(n)) = {f(n): istnieją stałe c > 0,n0 > 0 takie, że  0 \leq cg(n) \leq f(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}
Przykład:
 \sqrt n = \Omega (lg n), gdzie c = 1,n0 = 16

[edytuj] Notacja Θ (tight bounds)

Θ(g(n)) = {f(n): istnieją dodatnie stałe c1,c2,n0 takie, że  0 \leq c_{1} g(n) \leq f(n) \leq c_{2} g(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}
Lub inaczej:
 \Theta (g(n))= O(g(n)) \cap \Omega (g(n))
Przykład:
5n2 − 3n = Θ(n2

[edytuj] Notacja o (małe O)

Notacje O i Ω są jak  \leq i  \geq .
Notacje o i ω sa jak < i > .

o(g(n)) = {f(n): dla każdej dodatniej stałej c > 0 istanieje stała n0 > 0 taka, że  0 \leq f(n) < cg(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}
Przyklad:
2n2 = o(n3) i  (n_{0}= {2 \over c})

[edytuj] Notacja ω

(patrz: Notacja o)
ω(g(n)) = {f(n): dla każdej dodatniej stałej c > 0 istanieje stała n0 > 0 taka, że  0 \leq cg(n) < f(n) dla wszystkich  n \geq n_{0} \}
Pzykład:
 \sqrt n =\omega (lg n) , gdzie (n0 = 1 + 1 / c)

[edytuj] Zobacz też:


system wymiany linków SEO Tools wymiana linkami SEO Tools kreatyna Gry Online Plaza 3 star hotel Los Angeles krynica noclegi Kredyty odnawialne