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java如何确定这两种算法的空间和时间复杂性?

今天我在HackerRank练习一个算法:https://www.hackerrank.com/challenges/find-the-merge-point-of-two-joined-linked-lists

我决定用两种方法解决这个问题

第一种算法,基于弗洛伊德的算法:

/*
  Insert Node at the end of a linked list 
  head pointer input could be NULL as well for empty list
  Node is defined as 
  class Node {
     int data;
     Node next;
  }
*/
int FindMergeNode(Node headA, Node headB) {
    // Complete this function
    // Do not write the main method. 
    int length1 = countLength(headA);
    int length2 = countLength(headB);
    int d = Math.abs(length1 - length2);

    return (length1 > length2) ?
        findIntersection(d, headA, headB) : findIntersection(d, headB, headA);
}

int countLength(Node head) {
    Node current = head;
    int counter = 0;

    while (current != null) {
        current = current.next;
        counter++;
    }

    return counter;
}

int findIntersection(int d, Node headA, Node headB) {
    Node currentA = headA;
    Node currentB = headB;

    for (int i = 0; i < d; i++) {
        currentA = currentA.next;
    }

    while (currentA != null && currentB != null) {
        if (currentA == currentB) return currentA.data;

        currentA = currentA.next;
        currentB = currentB.next;
    }

    return -1;
}

第二种算法,使用一个外循环和一个内循环:

/*
  Insert Node at the end of a linked list 
  head pointer input could be NULL as well for empty list
  Node is defined as 
  class Node {
     int data;
     Node next;
  }
*/
int FindMergeNode(Node headA, Node headB) {
    Node currentA = headA;

    while (currentA != null) {
        Node currentB = headB;

        while (currentB != null) {
            if (currentA == currentB) {
                return currentA.data;
            }

            currentB = currentB.next;
        }

        currentA = currentA.next;
    }

    return -1;
}

老实说,我相信第一种算法比第二种算法更好,因为它的性能。我想用空间和时间的复杂性来展示这种性能,我并没有主导这些主题

根据材料,这个解决方案应该是时间复杂度:O(N)。但我不太确定第一个算法是否是O(N)


共 (2) 个答案

  1. # 1 楼答案

    第一个是O(N),其中N是抽象的两个列表长度中的最大值。由于您有两个for循环,每个循环的开销最大为N,因此在最坏的情况下,第一个算法需要2 N个循环才能结束。既然O隐藏常数因子,算法就是O(N)

  2. # 2 楼答案

    第一种算法扫描headAheadB一次以找到长度,然后跳过较长链的额外元素,然后并行扫描两条链。时间复杂度与链的长度成正比,所以它是O(N)。不管你扫描列表2、3或5次,只要这个数字不变,时间复杂度仍然是O(N)

    第二种算法更糟糕,对于合并点之前headA中的每个元素,它扫描整个headB。在最坏的情况下,当列表在最后一个节点不相交时,它将扫描headB的所有元素,以查找headA的每个元素。所以这个的时间复杂度是O(N^2)

    这两种算法的空间复杂度都是O(1),因为这两种算法(一组局部变量)都使用常量存储,无论输入列表的大小,都不会改变