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《算法技术手册》性能指标

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比较算法的时候,我们使用输入数据的规模n来评价算法的性能。这个方法被认为是比较算法的标准方法,并且在过去的半个世纪中不断地被改进。这样一来,我们就能够通过输入数据的规模,计算算法的运行时间,从而得知,哪个算法能够更好地适应一些异常规模的问题。性能评价的第二种方法是考虑算法将会耗费多少内存或者存储空间。随后我们将在各自的算法章节中讨论这个问题。

我们将要使用的本书特有的算法分类(按照效率降序排列),如下所示。

·常数级

·对数级

·次线性级

·线性级

·n log(n)级

·平方级

·指数级

我们现在进行一些讨论,陈述一下衡量这些性能的标准。

讨论0:常数级算法的性能

当本书分析算法性能时,我们将不止一次地强调原生的操作都是常数级的性能。很明显,这个声明并不是完全准确地描述了操作的性能,因为我们没有考虑到硬件问题。例如,比较两个32位的数x和y大小是否一样,这个操作耗费的时间与x、y的大小无关。常数的操作被定义为O(1)的性能。

那么比较256位的数字时,性能表现又如何呢?1024位呢?我们认为在给定k的前提下,比较两个k位的数字的操作将在常数时间内完成。关键在于问题的规模(例如x、y的值)不可能超过k。我们把额外的工作,例如k的倍增,也抽象为O(1)的性能。