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krahets
2023-06-02 02:38:24 +08:00
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commit 2a85d796e6
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@@ -264,6 +264,12 @@ comments: true
```
=== "Dart"
```dart title=""
```
## 2.3.2.   推算方法
空间复杂度的推算方法与时间复杂度大致相同,只是将统计对象从“计算操作数量”转为“使用空间大小”。与时间复杂度不同的是,**我们通常只关注「最差空间复杂度」**,这是因为内存空间是一项硬性要求,我们必须确保在所有输入数据下都有足够的内存空间预留。
@@ -386,6 +392,12 @@ comments: true
```
=== "Dart"
```dart title=""
```
**在递归函数中,需要注意统计栈帧空间**。例如,函数 `loop()` 在循环中调用了 $n$ 次 `function()` ,每轮中的 `function()` 都返回并释放了栈帧空间,因此空间复杂度仍为 $O(1)$ 。而递归函数 `recur()` 在运行过程中会同时存在 $n$ 个未返回的 `recur()` ,从而占用 $O(n)$ 的栈帧空间。
=== "Java"
@@ -585,6 +597,12 @@ comments: true
```
=== "Dart"
```dart title=""
```
## 2.3.3.   常见类型
设输入数据大小为 $n$ ,常见的空间复杂度类型有(从低到高排列)
@@ -826,6 +844,27 @@ $$
}
```
=== "Dart"
```dart title="space_complexity.dart"
/* 常数阶 */
void constant(int n) {
// 常量、变量、对象占用 O(1) 空间
final int a = 0;
int b = 0;
List<int> nums = List.filled(10000, 0);
// 循环中的变量占用 O(1) 空间
for (var i = 0; i < n; i++) {
int c = 0;
}
// 循环中的函数占用 O(1) 空间
for (var i = 0; i < n; i++) {
function();
}
}
```
### 线性阶 $O(n)$
线性阶常见于元素数量与 $n$ 成正比的数组、链表、栈、队列等。
@@ -1051,6 +1090,26 @@ $$
}
```
=== "Dart"
```dart title="space_complexity.dart"
/* 线性阶 */
void linear(int n) {
// 长度为 n 的数组占用 O(n) 空间
List<int> nums = List.filled(n, 0);
// 长度为 n 的列表占用 O(n) 空间
List<ListNode> nodes = [];
for (var i = 0; i < n; i++) {
nodes.add(ListNode(i));
}
// 长度为 n 的哈希表占用 O(n) 空间
Map<int, String> map = HashMap();
for (var i = 0; i < n; i++) {
map.putIfAbsent(i, () => i.toString());
}
}
```
以下递归函数会同时存在 $n$ 个未返回的 `algorithm()` 函数,使用 $O(n)$ 大小的栈帧空间。
=== "Java"
@@ -1170,6 +1229,17 @@ $$
}
```
=== "Dart"
```dart title="space_complexity.dart"
/* 线性阶(递归实现) */
void linearRecur(int n) {
print('递归 n = $n');
if (n == 1) return;
linearRecur(n - 1);
}
```
![递归函数产生的线性阶空间复杂度](space_complexity.assets/space_complexity_recursive_linear.png)
<p align="center"> Fig. 递归函数产生的线性阶空间复杂度 </p>
@@ -1351,6 +1421,26 @@ $$
}
```
=== "Dart"
```dart title="space_complexity.dart"
/* 平方阶 */
void quadratic(int n) {
// 矩阵占用 O(n^2) 空间
List<List<int>> numMatrix = List.generate(n, (_) => List.filled(n, 0));
// 二维列表占用 O(n^2) 空间
List<List<int>> numList = [];
for (var i = 0; i < n; i++) {
List<int> tmp = [];
for (int j = 0; j < n; j++) {
tmp.add(0);
}
numList.add(tmp);
}
}
```
在以下递归函数中,同时存在 $n$ 个未返回的 `algorithm()` ,并且每个函数中都初始化了一个数组,长度分别为 $n, n-1, n-2, ..., 2, 1$ ,平均长度为 $\frac{n}{2}$ ,因此总体占用 $O(n^2)$ 空间。
=== "Java"
@@ -1484,6 +1574,18 @@ $$
}
```
=== "Dart"
```dart title="space_complexity.dart"
/* 平方阶(递归实现) */
int quadraticRecur(int n) {
if (n <= 0) return 0;
List<int> nums = List.filled(n, 0);
print('递归 n = $n 中的 nums 长度 = ${nums.length}');
return quadraticRecur(n - 1);
}
```
![递归函数产生的平方阶空间复杂度](space_complexity.assets/space_complexity_recursive_quadratic.png)
<p align="center"> Fig. 递归函数产生的平方阶空间复杂度 </p>
@@ -1630,6 +1732,19 @@ $$
}
```
=== "Dart"
```dart title="space_complexity.dart"
/* 指数阶(建立满二叉树) */
TreeNode? buildTree(int n) {
if (n == 0) return null;
TreeNode root = TreeNode(0);
root.left = buildTree(n - 1);
root.right = buildTree(n - 1);
return root;
}
```
![满二叉树产生的指数阶空间复杂度](space_complexity.assets/space_complexity_exponential.png)
<p align="center"> Fig. 满二叉树产生的指数阶空间复杂度 </p>