hello-algo/zh-hant/codes/python/chapter_computational_complexity/time_complexity.py

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Python
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feat: Traditional Chinese version (#1163) * First commit * Update mkdocs.yml * Translate all the docs to traditional Chinese * Translate the code files. * Translate the docker file * Fix mkdocs.yml * Translate all the figures from SC to TC * 二叉搜尋樹 -> 二元搜尋樹 * Update terminology. * Update terminology * 构造函数/构造方法 -> 建構子 异或 -> 互斥或 * 擴充套件 -> 擴展 * constant - 常量 - 常數 * 類 -> 類別 * AVL -> AVL 樹 * 數組 -> 陣列 * 係統 -> 系統 斐波那契數列 -> 費波那契數列 運算元量 -> 運算量 引數 -> 參數 * 聯絡 -> 關聯 * 麵試 -> 面試 * 面向物件 -> 物件導向 歸併排序 -> 合併排序 范式 -> 範式 * Fix 算法 -> 演算法 * 錶示 -> 表示 反碼 -> 一補數 補碼 -> 二補數 列列尾部 -> 佇列尾部 區域性性 -> 區域性 一摞 -> 一疊 * Synchronize with main branch * 賬號 -> 帳號 推匯 -> 推導 * Sync with main branch * First commit * Update mkdocs.yml * Translate all the docs to traditional Chinese * Translate the code files. * Translate the docker file * Fix mkdocs.yml * Translate all the figures from SC to TC * 二叉搜尋樹 -> 二元搜尋樹 * Update terminology * 构造函数/构造方法 -> 建構子 异或 -> 互斥或 * 擴充套件 -> 擴展 * constant - 常量 - 常數 * 類 -> 類別 * AVL -> AVL 樹 * 數組 -> 陣列 * 係統 -> 系統 斐波那契數列 -> 費波那契數列 運算元量 -> 運算量 引數 -> 參數 * 聯絡 -> 關聯 * 麵試 -> 面試 * 面向物件 -> 物件導向 歸併排序 -> 合併排序 范式 -> 範式 * Fix 算法 -> 演算法 * 錶示 -> 表示 反碼 -> 一補數 補碼 -> 二補數 列列尾部 -> 佇列尾部 區域性性 -> 區域性 一摞 -> 一疊 * Synchronize with main branch * 賬號 -> 帳號 推匯 -> 推導 * Sync with main branch * Update terminology.md * 操作数量(num. of operations)-> 操作數量 * 字首和->前綴和 * Update figures * 歸 -> 迴 記憶體洩漏 -> 記憶體流失 * Fix the bug of the file filter * 支援 -> 支持 Add zh-Hant/README.md * Add the zh-Hant chapter covers. Bug fixes. * 外掛 -> 擴充功能 * Add the landing page for zh-Hant version * Unify the font of the chapter covers for the zh, en, and zh-Hant version * Move zh-Hant/ to zh-hant/ * Translate terminology.md to traditional Chinese
2024-04-06 02:30:11 +08:00
"""
File: time_complexity.py
Created Time: 2022-11-25
Author: krahets (krahets@163.com)
"""
def constant(n: int) -> int:
"""常數階"""
count = 0
size = 100000
for _ in range(size):
count += 1
return count
def linear(n: int) -> int:
"""線性階"""
count = 0
for _ in range(n):
count += 1
return count
def array_traversal(nums: list[int]) -> int:
"""線性階(走訪陣列)"""
count = 0
# 迴圈次數與陣列長度成正比
for num in nums:
count += 1
return count
def quadratic(n: int) -> int:
"""平方階"""
count = 0
# 迴圈次數與資料大小 n 成平方關係
for i in range(n):
for j in range(n):
count += 1
return count
def bubble_sort(nums: list[int]) -> int:
"""平方階(泡沫排序)"""
count = 0 # 計數器
# 外迴圈:未排序區間為 [0, i]
for i in range(len(nums) - 1, 0, -1):
# 內迴圈:將未排序區間 [0, i] 中的最大元素交換至該區間的最右端
for j in range(i):
if nums[j] > nums[j + 1]:
# 交換 nums[j] 與 nums[j + 1]
tmp: int = nums[j]
nums[j] = nums[j + 1]
nums[j + 1] = tmp
count += 3 # 元素交換包含 3 個單元操作
return count
def exponential(n: int) -> int:
"""指數階(迴圈實現)"""
count = 0
base = 1
# 細胞每輪一分為二,形成數列 1, 2, 4, 8, ..., 2^(n-1)
for _ in range(n):
for _ in range(base):
count += 1
base *= 2
# count = 1 + 2 + 4 + 8 + .. + 2^(n-1) = 2^n - 1
return count
def exp_recur(n: int) -> int:
"""指數階(遞迴實現)"""
if n == 1:
return 1
return exp_recur(n - 1) + exp_recur(n - 1) + 1
def logarithmic(n: int) -> int:
"""對數階(迴圈實現)"""
count = 0
while n > 1:
n = n / 2
count += 1
return count
def log_recur(n: int) -> int:
"""對數階(遞迴實現)"""
if n <= 1:
return 0
return log_recur(n / 2) + 1
def linear_log_recur(n: int) -> int:
"""線性對數階"""
if n <= 1:
return 1
count: int = linear_log_recur(n // 2) + linear_log_recur(n // 2)
for _ in range(n):
count += 1
return count
def factorial_recur(n: int) -> int:
"""階乘階(遞迴實現)"""
if n == 0:
return 1
count = 0
# 從 1 個分裂出 n 個
for _ in range(n):
count += factorial_recur(n - 1)
return count
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
# 可以修改 n 執行,體會一下各種複雜度的操作數量變化趨勢
n = 8
print("輸入資料大小 n =", n)
count: int = constant(n)
print("常數階的操作數量 =", count)
count: int = linear(n)
print("線性階的操作數量 =", count)
count: int = array_traversal([0] * n)
print("線性階(走訪陣列)的操作數量 =", count)
count: int = quadratic(n)
print("平方階的操作數量 =", count)
nums = [i for i in range(n, 0, -1)] # [n, n-1, ..., 2, 1]
count: int = bubble_sort(nums)
print("平方階(泡沫排序)的操作數量 =", count)
count: int = exponential(n)
print("指數階(迴圈實現)的操作數量 =", count)
count: int = exp_recur(n)
print("指數階(遞迴實現)的操作數量 =", count)
count: int = logarithmic(n)
print("對數階(迴圈實現)的操作數量 =", count)
count: int = log_recur(n)
print("對數階(遞迴實現)的操作數量 =", count)
count: int = linear_log_recur(n)
print("線性對數階(遞迴實現)的操作數量 =", count)
count: int = factorial_recur(n)
print("階乘階(遞迴實現)的操作數量 =", count)