python每日算法 | 算法的起步与递归算法(汉诺塔问题)

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 目录

算法(algorithm)

时间复杂度

常见的基本时间复杂度

总结

​ 思考:如何简单快速判断算法复杂度?

空间复杂度

空间复杂度表示方法

递归

递归的两个特点

汉诺塔问题

汉诺塔问题的递归算法代码


算法(algorithm)

算法是一组完成任务的指令,任何代码片段偶可以视为算法。

算法的速度

并非指的是时间,而是操作数的增速;随着输入的增加,其运行时间将以什么样的速度增加。

用大O表示,大O是什么呢?

时间复杂度

时间复杂度:用来评估算法运行效率的一个式子

常见的基本时间复杂度

print("hello")                                                     

时间复杂度:O(1)

for i in range(n)

     print("hello")                                               

时间复杂度:O(n)

for i in range(n)

    for j in range(n)    

             print("hello")                                        

时间复杂度:O(n2)

for i in range(n)

     for j in range(n)

          for k in range(n)

                 print("hello")                                      

时间复杂度:O(n3)

print("hello")

print("hello2")

print("hello3")                                                

时间复杂度:是不是O(3)?不是---->O(1),一个量级一个统一表示。类似于我们几个小时的时候忽略了几小时的几分钟

for i in range(n)

    print("hello")

    for j in range(n)    

             print("hello")                                       

时间复杂度:是不是O(n2+n)?不是,O((n2)

while n>1

    print(n)

    n = n//2

n=64时,输出6次,log264=6

时间复杂度:O(logn)--->循环迭代出现规模减半的时候出现的时间复杂度

总结

1.一般来说,时间复杂度高的算法比复杂度低的算法慢

常见时间复杂度排序(效率高到低)

O(1)<O(logn)<O(n)<O(nlogn)<O(n2)<O(n3)

2.O::指出了算法的运行时间,O(n)n表示次数;指出了最糟情况下的运行时间。

O(n),线性时间,线性查找。

O(log n), 对数时间,二分查找。

O(n*log n),快速排序。

O(n^2),选择排序。

O(n!),旅行商问题解决方案。

 思考:如何简单快速判断算法复杂度?

①确定问题规模n

②是否循环减半?--->logn

③K层关于n的循环 -->nk

④对于复杂情况:根据算法执行过程判断

空间复杂度

空间复杂度:用来评估算法内存占用大小的式子

空间复杂度表示方法

空间复杂度的表示方法与时间复杂度完全一样

算法使用了几个变量:O(1)

算法使用了长度为n的一维列表:O(n)

算法使用了m行n列的二位列表:O(mn)

递归

递归的两个特点

调用自身

结束条件

以下函数哪些是递归?

func1()  --> 不是,没有结束条件

func2()  -->  不是,伪结束条件

func3()  -->   属于递归,func3(3) 输出:3,2,1

func4()  -->   属于递归,func4(3) 输出:1,2,3

汉诺塔问题

如何移动?

n=2时:

n个盘子时:

此时只有第二步移动一步,第一步和第三步移动了n-1个盘子,它是比原问题规模(n)小了1的子问题,可以理解为递归。

汉诺塔问题的递归算法代码

def hanoi(n,a,b,c):

    if n > 0:

        hanoi(n-1,a,c,b)  # n-1个盘子从a经过c移动到b

        print(f"第{n}个盘子 moving  from {a} to {c}") # 第n个盘子从a移动到c

        hanoi(n-1,b,a,c)  # 最后将n-1个盘子

 

hanoi(3,'A','B','C')

# 输出结果

# 第1个盘子 moving  from A to C

# 第2个盘子 moving  from A to B

# 第1个盘子 moving  from C to B

# 第3个盘子 moving  from A to C

# 第1个盘子 moving  from B to A

# 第2个盘子 moving  from B to C

# 第1个盘子 moving  from A to C

由此:

1个盘子 --> 1步

2个盘子 --> 3步

3个盘子 --> 7步

…….

n个盘子 --> h(n)==h(n-1)+1+h(n-1)=2h(n-1)+1

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以上是关于python每日算法 | 算法的起步与递归算法(汉诺塔问题)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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