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ja/codes/go/chapter_computational_complexity/time_complexity.go

@@ -0,0 +1,130 @@
+// File: time_complexity.go
+// Created Time: 2022-12-13
+// Author: msk397 (machangxinq@gmail.com)
+
+package chapter_computational_complexity
+
+/* 定数階 */
+func constant(n int) int {
+	count := 0
+	size := 100000
+	for i := 0; i < size; i++ {
+		count++
+	}
+	return count
+}
+
+/* 線形階 */
+func linear(n int) int {
+	count := 0
+	for i := 0; i < n; i++ {
+		count++
+	}
+	return count
+}
+
+/* 線形時間（配列を走査） */
+func arrayTraversal(nums []int) int {
+	count := 0
+	// ループ回数は配列長に比例する
+	for range nums {
+		count++
+	}
+	return count
+}
+
+/* 二乗階 */
+func quadratic(n int) int {
+	count := 0
+	// ループ回数はデータサイズ n の二乗に比例する
+	for i := 0; i < n; i++ {
+		for j := 0; j < n; j++ {
+			count++
+		}
+	}
+	return count
+}
+
+/* 二次時間（バブルソート） */
+func bubbleSort(nums []int) int {
+	count := 0 // カウンタ
+	// 外側のループ：未ソート区間は [0, i]
+	for i := len(nums) - 1; i > 0; i-- {
+		// 内側のループ：未ソート区間 [0, i] の最大要素をその区間の最右端へ交換
+		for j := 0; j < i; j++ {
+			if nums[j] > nums[j+1] {
+				// nums[j] と nums[j + 1] を交換
+				tmp := nums[j]
+				nums[j] = nums[j+1]
+				nums[j+1] = tmp
+				count += 3 // 要素交換には 3 回の単位操作が含まれる
+			}
+		}
+	}
+	return count
+}
+
+/* 指数時間（ループ実装） */
+func exponential(n int) int {
+	count, base := 0, 1
+	// 細胞は各ラウンドで 2 つに分裂し、数列 1, 2, 4, 8, ..., 2^(n-1) を形成する
+	for i := 0; i < n; i++ {
+		for j := 0; j < base; j++ {
+			count++
+		}
+		base *= 2
+	}
+	// count = 1 + 2 + 4 + 8 + .. + 2^(n-1) = 2^n - 1
+	return count
+}
+
+/* 指数時間（再帰実装） */
+func expRecur(n int) int {
+	if n == 1 {
+		return 1
+	}
+	return expRecur(n-1) + expRecur(n-1) + 1
+}
+
+/* 対数時間（ループ実装） */
+func logarithmic(n int) int {
+	count := 0
+	for n > 1 {
+		n = n / 2
+		count++
+	}
+	return count
+}
+
+/* 対数時間（再帰実装） */
+func logRecur(n int) int {
+	if n <= 1 {
+		return 0
+	}
+	return logRecur(n/2) + 1
+}
+
+/* 線形対数時間 */
+func linearLogRecur(n int) int {
+	if n <= 1 {
+		return 1
+	}
+	count := linearLogRecur(n/2) + linearLogRecur(n/2)
+	for i := 0; i < n; i++ {
+		count++
+	}
+	return count
+}
+
+/* 階乗時間（再帰実装） */
+func factorialRecur(n int) int {
+	if n == 0 {
+		return 1
+	}
+	count := 0
+	// 1個から n 個に分裂
+	for i := 0; i < n; i++ {
+		count += factorialRecur(n - 1)
+	}
+	return count
+}