实验一 算法的时间复杂度和空间复杂度分析

实验目的:

通过本次实验,了解算法复杂度的分析方法,掌握递归算法时间复杂度的递推计算过程。

实验环境:

硬件:PC机
软件:windows操作系统,C语言

实验内容:

二路归并排序的算法设计和复杂度分析。

实验学时:

2

实验过程:

1.算法设计

我们采用分治的算法将一个序列分成两个大概相等的小部分,对小部分重复调用该函数,使小部分完成排序,最后再合并两个小部分,完成排序。

2.程序清单

#include<stdio.h>
void margin(int a[],int b[],int l1,int r1,int l2,int r2){
    
    
	int p=l1;
	int begin=l1;
	while(l1<=r1&&l2<=r2){
    
    
		if(a[l1]<=a[l2]){
    
    
			b[p]=a[l1];
			l1++;
			p++;
		}else{
    
    
			b[p]=a[l2];
			l2++;
			p++;
		}
	}
	while(l1<=r1){
    
    
		b[p]=a[l1];
		l1++;
		p++;
	}
	while(l2<=r2){
    
    
		b[p]=a[l2];
		l2++;
		p++;
	}
	for(int i=begin;i<=r2;i++){
    
    
		a[i]=b[i];
	}
}
void sort(int a[],int b[],int begin,int end){
    
    
	if(begin==end)return ;
	else {
    
    
		int mid=(begin+end)/2;
		sort(a,b,begin,mid);
		sort(a,b,mid+1,end);
		margin(a,b,begin,mid,mid+1,end);
	}
}

int main(){
    
    
	int b[8],a[8];
	int i;
	for(i=0;i<8;i++){
    
    
		a[i]=8-i;
	}
	sort(a,b,0,7);
	for(i=0;i<8;i++){
    
    
		printf("%d ",a[i]);
	}
	return 0;
}

3.运行结果

1~8逆序变正序,运行正确

4.算法复杂度分析

采用分治递归的思路解决,时间复杂度O(nlogn),
T(n)=2T(n/2)+n;
T(n)=4
T(n/4)+2n;
T(n)=n
T(1)+n*log2n;
所以时间复杂度为O(nlogn),

实验总结:

C++中,数组指针都以地址的方式进行传输,不需要返回值即可对参数完成修改,今后要多多使用C++,使自己更加熟悉C++语言特性。

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