for(i = 1; i < n; i++) { j = i; while(j < n) j *= 2; }这段代码的时间复杂度是多少,为什么
时间: 2023-08-31 19:42:35 浏览: 315
算法的时间复杂度
### 回答1:
这段代码的时间复杂度是O(log^2 n)。其中,外循环的时间复杂度为O(log n),内循环的时间复杂度也是O(log n),因为j每次都乘以2,所以j的值最终会达到等于n的2的幂次方,即2的log n次方。因此,总时间复杂度为O(log n * log n) = O(log^2 n)。
### 回答2:
这段代码的时间复杂度是𝑂(𝑙𝑜𝑔𝑛)。
主要原因是在for循环中,每次执行一次循环时,会进入内层的while循环。而while循环的条件是𝑗<𝑛,每次循环时𝑗的值会不断地翻倍,直到𝑗的值大于等于𝑛为止。
假设𝑛为任意正整数,且𝑛>1。则当𝑖=1时,由于𝑗的初值也为1,所以while循环内部的代码块会被执行1次。当𝑖=2时,𝑗的初值会变成2,因此while循环内的代码块会被执行2次。当𝑖=3时,𝑗的初值会变成4,所以while循环内的代码块会被执行3次。以此类推,当𝑖=𝑙𝑜𝑔2𝑛时,𝑗的初值会变成𝑛,此时while循环内的代码块会被执行𝑙𝑜𝑔2𝑛次。
因此,总的执行次数是1+2+3+...+𝑙𝑜𝑔2𝑛,该等差数列的和等于(𝑙𝑜𝑔2𝑛+1)×(𝑙𝑜𝑔2𝑛) ÷ 2 = (𝑙𝑜𝑔2𝑛)2÷2。
所以,该段代码的时间复杂度为𝑂(𝑙𝑜𝑔𝑛)。
### 回答3:
这段代码的时间复杂度可以通过分析循环的次数来确定。循环的条件是 `i < n`,每次循环 `i` 增加1,所以循环总共执行了 `n-1` 次。
在内层循环中,`j` 变量每次都乘以2,所以 `j` 的取值序列是:`i, 2i, 4i, 8i, ..., 2^ki`。其中,`i` 是外层循环的变量,而 `k` 表示内层循环执行的次数。
内层循环的终止条件是 `j >= n`,即 `2^k * i >= n`。将两边同时取对数,得到 `k + log(i) >= log(n)`。因为 `k` 只取整数,所以可以将此不等式简化为 `k >= log(n) - log(i)`。
根据此不等式,内层循环的执行次数取决于外层循环的变量 `i` 的值。当 `i` 很小时,内层循环的执行次数较少;而当 `i` 较大时,内层循环的执行次数较多。
由于无法确定外层循环变量 `i` 的具体取值范围,因此我们无法精确计算内层循环的总体执行次数。但可以确定的是,内层循环的执行次数与 `i` 的取值呈指数级增长。
所以,这段代码的时间复杂度可以表示为 O(2^k),其中 `k` 是内层循环的执行次数的上界。总体上,这段代码的时间复杂度是指数级的,具体取决于 `n` 和 `i` 的取值范围。
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