我可以补充一些有趣的东西，很久以前我在科尔曼等的书中读过。现在，想象一个问题，我们必须在问题空间中找到解决方案。这个问题空间应该是有限的。

现在，如果你能证明，在你的算法的每一次迭代中，你都切断了这个空间的一部分，这不小于某个极限，这意味着你的算法在O（logN）时间内运行。

我应该指出，我们这里讨论的是相对分数极限，而不是绝对分数极限。二进制搜索是一个经典的例子。在每一步中，我们都会丢掉1/2的问题空间。但二进制搜索并不是唯一的例子。假设，你以某种方式证明了，在每一步中，你至少丢掉了1/128的问题空间。这意味着，您的程序仍然以O（logN）时间运行，尽管比二进制搜索慢得多。这是分析递归算法的一个很好的提示。通常可以证明，在每一步递归都不会使用几个变量，这会导致问题空间中某些分数的截断。

分治算法通常具有运行时间的logn成分。这来自于输入的重复减半。

在二进制搜索的情况下，每次迭代都会丢弃一半的输入。需要注意的是，在Big-O表示法中，log是以2为底的log。

编辑：如上所述，对数基数并不重要，但当推导算法的Big-O性能时，对数因子将来自减半，因此我认为它是基数2。

概述

其他人已经给出了很好的图表示例，例如树形图。我没有看到任何简单的代码示例。因此，除了我的解释，我还将提供一些带有简单打印语句的算法，以说明不同算法类别的复杂性。

首先，你需要对对数有一个大致的了解，你可以从https://en.wikipedia.org/wiki/Logarithm . 自然科学使用e和自然日志。工程弟子将使用log_10（对数基数10），计算机科学家将大量使用log_2（对数基数2），因为计算机是基于二进制的。有时你会看到自然log的缩写为ln（），工程师通常不使用_10，只使用log（），log_2缩写为lg（）。所有类型的对数都以类似的方式增长，这就是为什么它们共享相同的log（n）类别。

当您查看下面的代码示例时，我建议您先查看O（1），然后查看O（n），然后再查看O（n^2）。在你擅长这些之后，再看看其他的。我已经包含了干净的示例和变体，以证明细微的变化仍然可以导致相同的分类。

你可以把O（1）、O（n）、O（logn）等看作是增长的类或类别。有些类别要比其他类别花费更多的时间。这些类别有助于我们对算法性能进行排序。有些随着输入n的增长而增长得更快。下表以数字形式显示了上述增长。在下表中，将log（n）视为log_2的上限。

各种大O类别的简单代码示例：

O（1）-恒定时间示例：

算法1：

算法1打印一次hello，它不依赖于n，所以它总是在恒定的时间内运行，所以它是O（1）。

print "hello";

算法2：

算法2打印hello 3次，但它不取决于输入大小。即使随着n的增长，该算法也将始终只打印hello 3次。也就是说，3是一个常数，所以这个算法也是O（1）。

print "hello";
print "hello";
print "hello";

O（log（n））-对数示例：

算法3-其行为类似于“log_2”

算法3演示了在log_2（n）中运行的算法。注意for循环的后操作将i的当前值乘以2，因此i从1到2到4到8到16到32。。。

for(int i = 1; i <= n; i = i * 2)
  print "hello";

算法4-其行为类似于“log_3”

算法4证明了log_3。注意我从1到3到9到27。。。

for(int i = 1; i <= n; i = i * 3)
  print "hello";

算法5-其行为类似于“log_1.02”

算法5很重要，因为它有助于表明，只要数字大于1，并且结果与自身重复相乘，那么你就在看对数算法。

for(double i = 1; i < n; i = i * 1.02)
  print "hello";

O（n）-线性时间示例：

算法6

这个算法很简单，可以打印n次hello。

for(int i = 0; i < n; i++)
  print "hello";

算法7

该算法显示了一种变体，它将打印hello n/2次。n/2=1/2*n。我们忽略1/2常数，看到这个算法是O（n）。

for(int i = 0; i < n; i = i + 2)
  print "hello";

O（n*log（n））-log（n）示例：

算法8

将其视为O（log（n））和O（n）的组合。for循环的嵌套帮助我们获得O（n*log（n））

for(int i = 0; i < n; i++)
  for(int j = 1; j < n; j = j * 2)
    print "hello";

算法9

算法9类似于算法8，但每个循环都允许变化，这仍然导致最终结果为O（n*log（n））

for(int i = 0; i < n; i = i + 2)
  for(int j = 1; j < n; j = j * 3)
    print "hello";

O（n^2）-n平方示例：

算法10

O（n^2）很容易通过循环的嵌套标准获得。

for(int i = 0; i < n; i++)
  for(int j = 0; j < n; j++)
    print "hello";

算法11

类似于算法10，但有一些变化。

for(int i = 0; i < n; i++)
  for(int j = 0; j < n; j = j + 2)
    print "hello";

O（n^3）-n立方示例：

算法12

这类似于算法10，但有3个循环而不是2个。

for(int i = 0; i < n; i++)
  for(int j = 0; j < n; j++)
    for(int k = 0; k < n; k++)
      print "hello";

算法13

类似于算法12，但具有一些仍然产生O（n^3）的变化。

for(int i = 0; i < n; i++)
  for(int j = 0; j < n + 5; j = j + 2)
    for(int k = 0; k < n; k = k + 3)
      print "hello";

总结

上面给出了几个直接的例子和变化，以帮助说明可以引入哪些细微的变化，而这些变化实际上不会改变分析。希望它能给你足够的洞察力。

对数运行时间（O（log n））本质上意味着运行时间与输入大小的对数成比例增长-例如，如果10个项目最多需要一定的时间x，100个项目最多花费2倍，10000个项目最多耗费4倍，那么它看起来像是O（log n）时间复杂性。

我无法理解如何使用日志时间标识函数。

对数运行时间函数最常见的属性是：

选择下一个要执行某些操作的元素是多种可能性之一，并且只需要选择一个。

or

执行操作的元素是n的数字

这就是为什么，例如，在电话簿中查找人是O（logn）。你不需要检查电话簿上的每个人，就能找到合适的人；相反，你可以简单地根据他们的名字的字母顺序进行划分和征服，在每个部分中，你只需要探索每个部分的一个子集，就可以最终找到某人的电话号码。

当然，一本更大的电话簿仍然需要更长的时间，但它的增长速度不会像增加电话簿的比例那样快。

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我们可以扩展电话簿示例，以比较其他类型的操作及其运行时间。我们将假设我们的电话簿中有具有唯一名称的业务（“黄页”）和可能没有唯一名称的人员（“白页”）。电话号码最多分配给一个人或一家公司。我们还将假设翻到特定页面需要恒定的时间。

以下是我们可能在电话簿上执行的一些操作的运行时间，从最快到最慢：

O（1）（在最坏的情况下）：给定企业名称所在的页面和企业名称，找到电话号码。O（1）（在一般情况下）：给定一个人的名字和他们的名字所在的页面，找到电话号码。O（log n）：给定一个人的名字，在书中你还没有搜索到的部分的中途随机抽取一个点，然后检查这个人的名字是否在这个点上，从而找到电话号码。然后在书中人名所在的部分重复这个过程。（这是对人名的二进制搜索。）O（n）：查找电话号码包含数字“5”的所有人。O（n）：给定一个电话号码，找到拥有该号码的人或企业。O（n log n）：打印机的办公室出现了混乱，我们的电话簿上的所有页面都以随机顺序插入。通过查看每一页上的名字，然后将该页放在新的空电话簿中的适当位置，修正顺序，使其正确。

对于以下示例，我们现在在打印机的办公室。电话簿等待邮寄给每位居民或企业，每个电话簿上都有一个标签，标明应该邮寄到哪里。每个人或企业都有一本电话簿。

O（n log n）：我们想让电话簿个性化，所以我们将在他们指定的副本中找到每个人或企业的名字，然后在电话簿中圈出他们的名字，并为他们的惠顾写一封简短的感谢信。O（n2）：办公室发生了一个错误，每个电话簿中的每个条目在电话号码末尾都有一个额外的“0”。取出一些白色，去掉每个零。O（n·n！）：我们准备好把电话簿装到码头上了。不幸的是，原本要装书的机器人已经失控了：它正在把书按随机顺序放在卡车上！更糟糕的是，它把所有的书都装到卡车上，然后检查它们的顺序是否正确，如果不正确，它就把它们卸下来，重新开始。（这是可怕的bogo类型。）O（nn）：你把机器人修好，这样它就能正确地装载东西。第二天，你的一个同事对你开了个玩笑，把装卸台机器人连接到自动打印系统上。每次机器人去装载一本原版书时，工厂打印机都会对所有的电话簿进行重复打印！幸运的是，机器人的错误检测系统足够复杂，当它遇到要加载的复制书时，它不会尝试打印更多的副本，但它仍然必须加载已打印的每一本原始和复制书。

分而治之范式中的算法具有复杂性O（logn）。这里有一个例子，计算你自己的幂函数，

int power(int x, unsigned int y)
{
    int temp;
    if( y == 0)
        return 1;
    temp = power(x, y/2);
    if (y%2 == 0)
        return temp*temp;
    else
        return x*temp*temp;
}

从…起http://www.geeksforgeeks.org/write-a-c-program-to-calculate-powxn/