迭代对称矩阵(或 n 维数组)的时间复杂度

Time Complexity for iterating over symmetric matrix (or n-dimensional arrays)

我很好奇迭代 对称矩阵 时间复杂度

我知道对于标准矩阵(二维数组),复杂度为 O(N^2)。然而,对于对称矩阵,我们只迭代 它的上三角部分 而不是它的所有元素。

这是迭代对称矩阵的常用算法:

for(int i=0; i < symmetricM.length; i++) 
        for(int j=i; j < symmetricM.length; j++ )
            System.out.println("Elem: "+symmetricM[i][j]);

如果可能的话,我想对任何对称的多维数组展开相同的推理。

我无法自己计算,但是由于很多问题都是用这种方法解决的,所以我想在复杂性方面对它感到满意。

谢谢。

让我们看看我们在对称二维数组中迭代的元素数量,它是 n^2/2 因为大小是 n 并且有 2 维度所以我们提高到2 的幂并除以 2 只得到一半的元素。所以 O(n^2).

现在让我们看看我们在对称 3 维数组中迭代的元素数量。是 n^3/6。您可以得出结论,以与计算 volume of a 3 dimensional triangle 相同的方式,因为所有数字都位于该三角形区域。即使除以 3,时间复杂度也是 O(n^3).

对于 4 维它将是 n^4/(4*3*2)O(n^4)。但对于 m 维度,它将是 n^m/m!,并且由于维度现在是一个参数,根据此方法,时间复杂度将为 O(n^m/m!)

另一种计算方法是注意,如果您删除此维度的对角线,如果您没有重复元素并且所有元素都不同,则您正在迭代的项目的索引与组合相同。我们知道组合的数量是 n!/m!(n-m)!n choose m 所以这也可以是时间复杂度。

根据大多数 factorial approximations 最大的元素是 n^n 所以当使用这些近似值并忽略相对较小的因素时,时间复杂度保持不变,因为:
n!/m!(n-m)! ≈ n^n/m!(n-m)^(n-m) > n^n/m!n^(n-m) = n^m/m!.

所以最终时间复杂度将是O(n^m/m!)