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重拾算法之路——算法概述及NP完全性理论
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我的这系列文章参考的书是: 王晓东 的 《计算机算法设计与分析》(第4版)
首先,当然是第一章节的概述,这些东西简要说一下概念:
1.算法与程序的区别?
——算法 指 解决问题的一种方法 或 一个过程
(严格的讲,算法是由若干条指令组成的有穷序列)
——程序 指 算法用某种设计语言的具体实现。
通俗的讲,算法是一个想法,idea,而程序是对算法的实现。
2.算法复杂性与渐进表达式
这个问题书上有大规模的概述,看的头晕啊,我缩短一下。
第一,算法的复杂性(C)与三个问题相关:所求解问题的规模(N)、算法的输入(I)、算法本身(A)。
用式子表示: C = F(N,I,A)
其中,算法本身(A)一般隐含在在复杂性函数名中,再将复杂性分为 时间复杂性(T)和空间复杂性(S)。
T = T(N,I)
S = S(N,I)
并且,由于空间复杂性计算方法比较简单,并且两者计量方法相似,所以一般情况下,都只讨论时间的复杂性,本书也是主要讨论时间复杂性。
对于时间复杂性的讨论,有三种情况:
— 最坏情况 — 最好情况 — 平均情况
上述三种情况,各有各的用处与局限性,也能从某一角度反映算法效率。但实践表明,可操作性最好且最有实际价值的是最坏情况下的时间复杂性。
再有就是 渐近态 和 渐近表达式
渐近态就是 4 个符号:
O、Ω、θ、o
——O 是上界,
——Ω 是下界
——θ 是同阶
——o 是低阶
渐近表达式,就要记住一点,对于渐近性分析只要关心时间复杂性的阶,无须关心它的常数因子。
—— 3n^2+10n 渐近表达式为 O(n^2)
—— 21 + 1/n 渐近表达式为 O(1)
—— 10n + 10n 渐近表达式为 O(n)
3.最后就是 NP 完全性理论了
这个问题,比较复杂也很经典,我看书没太看懂,又上网充了充电,下面是我的理解,如有错误,欢迎指出。
首先是 Polynomial问题(P问题)
能够在多项式时间内求解的判定问题。
然后是 Non-Deterministic Polynomial问题(NP问题)
对于一个问题,无法找到一个在多项式时间内解决的方法,于是就需要多次验证,来看能否解决,显然这是很费时间的。
而更加进阶的 Non-Deterministic Polynomial Complete 问题(NPC问题)
这个就是在NP问题基础上,将每一种情况都完全验证,就是将所有情况都穷举了,这就是NPC问题,也就是NP问题中最麻烦的一种。
这就是我对 P、NP、NPC问题的看法了。
如果文章有什么错误,敬请斧正。
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