評價演算法的優劣有哪些方法

① 如何評價一個演算法的好壞

評價演算法的四個標准：

1.正確性

能正確地實現預定的功能，滿足具體問題的需要。處理數據使用的演算法是否得當，能不能得到預想的結果。

2.易讀性

易於閱讀、理解和交流，便於調試、修改和擴充。寫出的演算法，能不能讓別人看明白，能不能讓別人明白演算法的邏輯？如果通俗易懂，在系統調試和修改或者功能擴充的時候，使系統維護更為便捷。

3.健壯性

輸入非法數據，演算法也能適當地做出反應後進行處理，不會產生預料不到的運行結果。數據的形式多種多樣，演算法可能面臨著接受各種各樣的數據，當演算法接收到不適合演算法處理的數據，演算法本身該如何處理呢？如果演算法能夠處理異常數據，處理能力越強，健壯性越好。

4.時空性

演算法的時空性是該演算法的時間性能和空間性能。主要是說演算法在執行過程中的時間長短和空間佔用多少問題。

演算法處理數據過程中，不同的演算法耗費的時間和內存空間是不同的。

(1)評價演算法的優劣有哪些方法擴展閱讀：

演算法是對特定問題求解步驟的一種描述，它是指令的有限序列，其中每一條指令表示一個或多個操作。此外，一個演算法還具有下列5個重要的特性。

（1）、有窮性

一個演算法必須總是（對任何合法的輸入值）在執行有窮步之後結束，且每一步都可在有窮時間內完成。

（2）、確定性

演算法中每一條指令必須有明確的含義，讀者理解時不會產生二義性。即對於相同的輸入只能得到相同的輸出。

（3）、可行性

一個演算法是可行的，即演算法中描述的操作都是可以通過已經實現的基本運算執行有限次來實現的。

（4）、輸入

一個演算法有零個或多個的輸入，這些輸入取自於某個特定的對象的集合。

（5）、輸出

一個演算法有一個或多個的輸出，這些輸出是同輸入有著某種特定關系的量。

② 如何評價一個演算法的好壞

首先，這個演算法必須是正確的
其次，好的演算法應該是友好的，便於人們理解和交流，並且是機器可執行的。
這個演算法還需要足夠健壯，即當輸入的數據非法或不合理時，也能適當的做出正確的反應或進行相應的處理
最後它還必須擁有高效率和低存儲量要求。
也就是所謂的時間復雜度和空間復雜度

1.時間復雜度

定義:在計算機科學中,演算法的時間復雜度是一個函數,他定量描述了該演算法的運行時間.一個演算法執行所耗費的時間,從理論上講,只有你把你的程序放機器上跑起來,才能知道.然而我們有一套時間復雜度的分析方式.一個演算法所花費的時間與其中語句的執行次數成正比例.演算法中的基本操作的執行次數,為演算法的時間復雜度.

2.時間復雜度為什麼不使用時間來衡量而使用基本語句的運行次數來衡量?

演算法的執行時間依賴於具體的軟硬體環境，所以，不能用執行時間的長短來衡量演算法的時間復雜度，而要通過基本語句執行次數的數量級來衡量。

3.時間復雜度的O漸進表示法(Big O notation)

是用於描述函數漸進行為的數學符號.

大O階方法推導:
計算基本語句的執行次數的數量級;
只需計算基本語句執行次數的數量級，這就意味著只要保證基本語句執行次數的函數中的最高次冪正確即可，可以忽略所有低次冪和最高次冪的系數。這樣能夠簡化演算法分析，並且使注意力集中在最重要的一點上:增長率。
如果演算法中包含嵌套的循環，則基本語句通常是最內層的循環體，如果演算法中包含並列的循環，則將並列循環的時間復雜度相加。例如:

for (i=1; i<=n; i++)
x++;
for (i=1; i<=n; i++)
for (j=1; j<=n; j++)
x++;

第一個for循環的時間復雜度為Ο(n)，第二個for循環的時間復雜度為Ο(n2)，則整個演算法的時間復雜度為Ο(n+n2)=Ο(n2)。

4.時間復雜度的:最優、平均、最差情況，為什麼時間復雜度看的是最差情況?

最差情況下的復雜度是所有可能的輸入數據所消耗的最大資源，如果最差情況下的復雜度符合我們的要求，我們就可以保證所有的情況下都不會有問題。

某些演算法經常遇到最差情況。比如一個查找演算法，經常需要查找一個不存在的值。
也許你覺得平均情況下的復雜度更吸引你，可是平均情況也有幾點問題。第一，難計算，多數演算法的最差情況下的復雜度要比平均情況下的容易計算的多，第二，有很多演算法的平均情況和最差情況的復雜度是一樣的. 第三，什麼才是真正的平均情況?如果你假設所有可能的輸入數據出現的概率是一樣的話，也是不合理的。其實多數情況是不一樣的。而且輸入數據的分布函數很可能是你沒法知道。
考慮最好情況的復雜度更是沒有意義。

5.如何求解:二分查找、遞歸求階乘、遞歸斐波那契的時間復雜度?

二分查找:通過折紙查找求解時間復雜度為O(logN);
遞歸求階乘:數基本操作遞歸N次得到時間復雜度為O(N);
遞歸斐波那契:分析得出基本操作遞歸了2N次,時間復雜度為O(2N);

6.什麼是空間復雜度?

空間復雜度是對一個演算法在運行過程中臨時佔用存儲空間大小的度量.空間復雜度不是程序佔用了多少bytes的空間,因為這個也沒太大意義,所以空間復雜度算的是變數的個數.空間復雜度計算規則基本跟時間復雜度類似,也使用大O漸進法表示.

7.如何求空間復雜度? 普通函數&遞歸函數

一個演算法的空間復雜度只考慮在運行過程中為局部變數分配的存儲空間的大小，它包括為參數表中形參變數分配的存儲空間和為在函數體中定義的局部變數分配的存儲空間兩個部分。若一個演算法為 遞歸演算法，其空間復雜度為遞歸所使用的堆棧空間的大小，它等於一次調用所分配的臨時存儲空間的大小乘以被調用的次數(即為遞歸調用的次數加1，這個1表示開始進行的一次非遞歸調用)。演算法的空間復雜度一般也以數量級的形式給出。如當一個演算法的空間復雜度為一個常量，即不隨被處理數據量n的大小而改變時，可表示為O(1);當一個演算法的空間復雜度與以2為底的n的對數成正比時，可表示為O(log2n);當一個演算法的空間復雜度與n成線性比例關系時，可表示為O(n).若形參為數組，則只需要為它分配一個存儲由實參傳送來的一個地址指針的空間，即一個機器字長空間;若形參為引用方式，則也只需要為其分配存儲一個地址的空間，用它來存儲對應實參變數的地址，以便由系統自動引用實參變數。
8. 分析遞歸斐波那契數列的:時間、空間復雜度，並對其進行優化，偽遞歸優化->循環優化

long long Fib(int N) {
if (N < 3)
return 1;
return Fib(N - 1) + Fib(N - 2);
}

普通遞歸實現的斐波那契數列:
時間復雜度:O(2^n)

計算並根據O漸進表示法得出時間復雜度.

空間復雜度:O(N);遞歸深度乘以(每一次遞歸的空間佔用{有輔助空間或常量})

偽遞歸優化:

long long fib (long long first, longlong second, int N) {
if(N <3)
return 1;
if(N == 3)
return first + second;
return fib(second, first+second,N-1);
}

時間復雜度:
O(N);
遞歸深度乘以每次遞歸的循環次數
空間復雜度:
O(1)或O(N)
關鍵看編譯器是否優化,優化則為O(1)否則O(N);

循環優化:

long long Fib(int N) {
long long first = 1;
long long second = 1;
long long ret = 0;
for (int i = 3; i <= N ; ++i) {
ret = first + second;
first = second;
second = ret;
}
return second;
}

時間復雜度:O(N);

空間復雜度:O(1);

9.常見時間復雜度

常見的演算法時間復雜度由小到大依次為: Ο(1)＜Ο(log2n)＜Ο(n)＜Ο(nlog2n)＜Ο(n2)＜Ο(n3)＜…＜Ο(2n)＜Ο(n!) Ο(1)表示基本語句的執行次數是一個常數，一般來說，只要演算法中不存在循環語句，其時間復雜度就是Ο(1)。Ο(log2n)、Ο(n)、Ο(nlog2n)、Ο(n2)和Ο(n3)稱為多項式時間，而Ο(2n)和Ο(n!)稱為指數時間。

③ 如何判斷演算法優劣

需要從：

• 復雜度（時間和空間）

• 運行效率

• 實現難度

三個方面考慮。例如：

• 歸並排序相對於冒泡排序，一個時間復雜度是O(n log n)的，一個時間復雜度是O(n^2)的，顯然歸並排序的時間復雜度是要優於歸並排序的。

• 歸並排序和快速排序時間復雜度都是O(n log n)的，但是快速排序的運行時間在平均狀況下要優於歸並排序。

• 斐波那契堆相對於二項堆時間復雜度更低，但是由於實現難度比較大，我們還是更常使用二項堆。

因此，無論是代碼重復的次數還是代碼使用內存的多少，都可以歸於以上三條標准來進行討論，以比較演算法的優劣。

④ 舉例說明何謂演算法,特點是什麼評價一個演算法的優劣,主要從哪些因素分析

評價演算法優劣的四個分析因素：

1.正確性

能正確地實現預定的功能，滿足具體問題的需要。處理數據使用的演算法是否得當，能不能得到預想的結果。

2.易讀性

易於閱讀、理解和交流，便於調試、修改和擴充。寫出的演算法，能不能讓別人看明白，能不能讓別人明白演算法的邏輯？如果通俗易懂，在系統調試和修改或者功能擴充的時候，使系統維護更為便捷。

3.健壯性

輸入非法數據，演算法也能適當地做出反應後進行處理，不會產生預料不到的運行結果。數據的形式多種多樣，演算法可能面臨著接受各種各樣的數據，當演算法接收到不適合演算法處理的數據，演算法本身該如何處理呢？如果演算法能夠處理異常數據，處理能力越強，健壯性越好。

4.時空性

演算法的時空性是該演算法的時間性能和空間性能。主要是說演算法在執行過程中的時間長短和空間佔用多少問題。

演算法處理數據過程中，不同的演算法耗費的時間和內存空間是不同的。

(4)評價演算法的優劣有哪些方法擴展閱讀：

演算法是對特定問題求解步驟的一種描述，它是指令的有限序列，其中每一條指令表示一個或多個操作。此外，一個演算法還具有下列5個重要的特性。

（1）、有窮性

一個演算法必須總是（對任何合法的輸入值）在執行有窮步之後結束，且每一步都可在有窮時間內完成。

（2）、確定性

演算法中每一條指令必須有明確的含義，讀者理解時不會產生二義性。即對於相同的輸入只能得到相同的輸出。

（3）、可行性

一個演算法是可行的，即演算法中描述的操作都是可以通過已經實現的基本運算執行有限次來實現的。

（4）、輸入

一個演算法有零個或多個的輸入，這些輸入取自於某個特定的對象的集合。

（5）、輸出

一個演算法有一個或多個的輸出，這些輸出是同輸入有著某種特定關系的量。

⑤ 衡量演算法性能優劣的標准

衡量演算法性能優劣的標準是時間復雜度、空間復雜度、正確性、可讀性、健壯性。

演算法的時間復雜度是指執行演算法所需要的計算工作量。一般來說，計算機演算法是問題規模n的函數f(n)，演算法的時間復雜度也因此記做。空間復雜度是指演算法需要消耗的內存空間。其計算和表示方法與時間復雜度類似，一般都用復雜度的漸近性來表示。同時間復雜度相比，空間復雜度的分析要簡單得多。

演算法是指解題方案的准確而完整的描述，是一系列解決問題的清晰指令，演算法代表著用系統的方法描述解決問題的策略機制。也就是說，能夠對一定規范的輸入，在有限時間內獲得所要求的輸出。如果一個演算法有缺陷，或不適合於某個問題，執行這個演算法將不會解決這個問題。不同的演算法可能用不同的時間、空間或效率來完成同樣的任務。一個演算法的優劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量。

⑥ 如何衡量一個演算法的優劣有哪些標准

如何衡量一個演算法的優劣，見人見智。一個好的演算法首先是要能夠滿足場景的需求，其次是在能夠最大限度的節省資源（最低成本原則），最後是實現邏輯簡單，比較容易理解(本質上也是最低成本原則)。但是，在現實中硬體資源不變，演算法不變情況下，演算法執行的效率提高，相對應往往是資源消耗增加。一個合格的演算法是在一個可以接受的范圍內滿足場景需求，而一個優秀的演算法則是在滿足場景需求的基礎上，最大限度的節省資源，簡化邏輯。

比如我要完成一項計算任務，要求是在5分鍾執行完成。現在有演算法1:需要執行1分鍾，消耗內存8G；演算法2需要執行3分鍾，需要消耗內存256M。那麼，我們應該如何選擇呢？首先，這兩種方案都能滿足我們的需求；其次：演算法1的需要消耗的資源是演算法2的32倍，演算法1的效率是演算法2的3倍。在這種滿足需求的情況下，往往更傾向於選擇演算法2。衡量一個演算法的優劣往往要評估多方因素，結合實踐，綜合比較最終得出結論。

衡量一個演算法的的標准主要有3個： 演算法的執行效率 ， 演算法的內存消耗 和 演算法的穩定性 。

⑦ 演算法的衡量標准有哪些

衡量演算法的三個標準是：時間復雜度、空間復雜度和難易程度。時間復雜度可以簡單的說就是：大概程序要被執行的次數，而非時間。
注意：是次數，不是時間，因為不同機器的性能是不一樣的,不要用計時器在那裡計時誰的更快。當然，如果在同一台電腦上運行計時另說。
空間復雜度：同樣簡單來說就是：演算法執行過程中大概所佔用的最大的內存。