2011-05-21 43 views
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我有一個算法使用的所有位的0 2之間,並^ n來計算一組的冪:這是什麼冪算法的運行時間

public static <T> void findPowerSetsBitwise(Set<T> set, Set<Set<T>> results){ 
     T[] arr = (T[]) set.toArray(); 
     int length = arr.length; 

     for(int i = 0; i < 1<<length; i++){ 
      int k = i; 
      Set<T> newSubset = new HashSet<T>(); 
      int index = arr.length - 1; 
      while(k > 0){ 
       if((k & 1) == 1){ 
        newSubset.add(arr[index]); 
       } 
       k>>=1; 
       index --; 
      } 
      results.add(newSubset); 
     } 

    } 

我的問題是:什麼是運行這個算法的時間。循環運行2^n次,在每次迭代中while循環運行lg(i)次。所以我認爲,運行時間爲

T(n) = the sum from i=0 to i=2^n of lg(i)

但我不知道如何將這種進一步簡化,我知道這可以在O(2^n)的時間(不佔空間)遞歸地解決,所以我不知道上面的方法比這更好還是更差,因爲它在空間上更好。

回答

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sigma(lg(i)) where i in (1,2^n) 
= lg(1) + lg(2) + ... + lg(2^n)  
= lg(1*2*...*2^n) 
= lg((2^n)!) 
> lg(2^2^n) 
    = 2^n 

因此,建議的解決方案在時間複雜性方面是值得的,然後是遞歸的O(2^n)。


編輯:
確切的說,我們知道,每個k - log(k!)Theta(klogk),從而爲k=2^n我們得到了lg((2^n)!)Theta(2^nlog(2^n) = Theta(n*2^n)

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爲什麼是x! > 2^x,仍然投票,但將非常感激,如果你可以解釋:) – Aly 2011-05-21 21:46:30

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@Aly:因爲X! = 1 * 2 * 3 ... * x(x次,其中除了第一個和第二個元素都大於2)其中2^x = 2 * 2 * ... * 2(x次,其中全部爲2 ... )所以對於大的x,x!> 2^x – amit 2011-05-21 21:48:19

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非常感謝! – Aly 2011-05-21 23:09:51

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沒有試圖解決或模擬,很容易看出這比O(2^n)更差,因爲這是2^n * $值,其中$ value大於1(對於所有i> 2)並且隨着n增加而增加,所以顯然不是一個常數。

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應用Sterling公式,它實際上是O(n * 2^n)。