设现有如下递推关系: T(n)=1 当n=1; T(n)=4T(n-1)+n^2 当n>1时; (1) 请基于上述递推关系写出递归函数int f(int n){ // 实现这部分函数功能}。 (2) 请分析该递归函数的时间复杂度。
时间: 2024-10-21 22:04:45 浏览: 28
具有递推关系S_{n+2}=pS_{n+1}+qS_n的数列的通项公式1
(1) 根据给定的递推关系,我们可以编写如下的递归函数 `f` 来计算 T(n) 的值,假设 `n >= 1`:
```c++
int f(int n) {
if (n == 1) { // 基本情况,当 n = 1 时,直接返回 1
return 1;
} else { // 递归情况,当 n > 1 时
return 4 * f(n - 1) + n * n; // 调用自身并加上 n^2
}
}
```
请注意,在实际编程时,为了防止无限递归,需要设置一个合理的退出条件(例如,添加一个最大递归深度的限制),或者转化为循环形式,因为递归在这种情况下可能会非常慢。
(2) 递归函数的时间复杂度分析:
- 对于基本情况 `n = 1`,它是一次常数操作,时间复杂度为 O(1)。
- 对于递归情况,函数 `f(n)` 会调用自身两次:一次是 `f(n - 1)`,一次是 `f(n - 1)` 再乘以 4。因此,对于每个 n,我们有大约 2^n 次递归调用。
- 然而,由于每次递归都会增加 n^2,这意味着随着 n 的增长,真正的运行次数会被 n^2 所影响。
综合来看,整体的时间复杂度可以看作是指数级的,即 O(2^n),但由于 n^2 的增长,它实际上是一种混合型的时间复杂度,近似为 O(n^2)。这是因为在大多数情况下,指数级别的部分将很快超过线性的部分,特别是当 n 很大时。然而,这种表示并不精确,如果只关注函数的渐进行为,我们会说它接近于 O(n^2)。
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