普林斯顿公开课 算法1-1:算法分析

为什么要分析算法

分析算法能够预測算法的性能,比較算法之间的优劣,保证算法的正确性,理解算法的理论基础。

成功算法的样例

离散傅立叶变换,假设使用暴力方法,那么算法的复杂度是是N^2,假设使用FFT高速傅立叶变换能够实现O(N logN)复杂度

N-body模拟:使用Barnes-hut算法能够将复杂度减少到N logN

顺便发一张N-body模拟的炫图

Barnes-Hut算法示意图

算法分析的步骤

  1. 观察问题的特征和想到得到的结果
  2. 依据观察结果提出如果
  3. 使用如果来预測可能发生的情况
  4. 检測预測结果与观察到的特征是否一致
  5. 反复验证,直到如果和实际观察到的特征相符

算法分析的原则

  • 实验必须能够反复
  • 如果必须能够否定

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时间: 2024-10-27 05:07:17

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目标 对所有类型的数据进行排序. 问题 排序函数如何知道比较的是哪种类型的数据呢? 回调函数 这时候就需要引入回调函数的概念了.回调函数就是将可执行的代码作为参数进行传递. 实现回调的方法 在Java中可以通过接口来实现,在C语言中可以通过函数指针来实现,C++中可以通过class-type functor,也就是重载操作符operator ()的类,在C#中可以使用Delegate委托,在Python/Perl/ML/javascript中可以直接传递函数. JDK中提供了Comparable

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本节主要通过建立数学模型,来计算算法的运行时间. 公式 算法的运行时间=所有操作的开销乘以操作的次数之和 开销 下表展示了各种操作所需要的时间(单位:纳秒) 整数加法 2.1 整数乘法 2.4 整数除法 5.4 浮点加法 4.6 浮点乘法 4.2 浮点除法 13.5 sin 91.3 arctan 129.0 举例 问题 计算数据中0的个数 代码 1 2 3 4 int count = 0; for (int i= 0; i < N; i++)     if (a[i] == 0)       

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本节讲的是并查集的基本概念. 算法的开发步骤 对问题进行数学建模 寻找一个能够解决问题的算法 运行算法检测速度和内存是否符合要求 如果达不到要求,找出原因 寻找一种方法来解决问题 循环步骤,直到满意为止 以上就是算法开发比较科学的方法.算法开发完成之后需要进行数学分析. 并查集问题 给定N个物体,可以提供两种操作,一种是合并操作,一种是查找操作.合并操作就是将两个节点进行连接,查找操作就是判断两个节点是否连接在一起. 应用中的物体类型 实际应用中,并查集算法可以支持各种各样的物体类型,比如: 图

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