我会试着为一个真正的八岁男孩写一个解释，除了专业术语和数学概念。

比如O(n²)的运算会怎样?

如果你在一个聚会上，包括你在内有n个人。需要多少次握手才能让每个人都和其他人握手，因为人们可能会在某个时候忘记他们握手的人是谁。

注意:这近似于产生n(n-1)的单形，这足够接近于n²。

如果一个操作是O(nlog (n))这是什么意思?

你最喜欢的球队赢了，他们站在队伍里，队伍里有n名球员。你需要和每个玩家握手多少次，假设你要和每个玩家握手多次，多少次，玩家的号码n中有多少位数字。

注意:这将产生n * log n的10次方。

有人必须吸可卡因才能写出O(x!)吗?

你是一个富二代，你的衣柜里有很多衣服，每种衣服有x个抽屉，抽屉一个挨着一个，第一个抽屉里有一件衣服，每个抽屉里有和左边抽屉一样多的衣服，所以你有一顶帽子，两顶假发，…(x-1)条裤子，然后是x件衬衫。现在，用每个抽屉里的一件物品，你能装扮出多少种风格呢?

注意:这个例子表示一个决策树中有多少个叶结点，其中子结点数=深度，通过1 * 2 * 3 *完成。* x

你可能会发现把它形象化很有用:

同样，在LogY/LogX尺度上，函数n1/2, n, n2都看起来像直线，而在LogY/X尺度上，2n, en, 10n是直线和n!是线性的(看起来像n log n)

好吧，这里有一些非常好的答案，但几乎所有的答案似乎都犯了同样的错误，这是一个普遍的常见用法。

非正式地，我们写f(n) = O(g(n))如果，直到一个比例因子，对于所有n大于某个n0, g(n)大于f(n)。也就是说，f(n)的增长速度并不比g(n)快，或者从上到下以g(n)为界。这并没有告诉我们f(n)增长有多快，除了它保证不会比g(n)差。

一个具体的例子:n = O(2^n)我们都知道n的增长速度比2^n慢得多，所以我们可以说它的上界是指数函数。在n和2^n之间有很大的空间，所以它不是一个很紧的边界，但它仍然是一个合理的边界。

为什么我们(计算机科学家)使用边界而不是精确?因为a)边界通常更容易证明，b)它为我们提供了一种表达算法属性的简便方法。如果我说我的新算法是O(n.log n)，这意味着在最坏的情况下，它的运行时间将在n个输入上以n.log n为界，对于足够大的n(尽管请参阅下面我的评论，当我可能不是指最坏情况时)。

如果相反，我们想说一个函数的增长速度与其他函数一样快，我们用theta来说明这一点(我将T(f(n))写成markdown表示\ (f(n))。T(g(n))是上下以g(n)为界的缩写，直到一个比例因子且渐近。

这是f (n) = T (g (n)) < = > f (n) = O (g (n))和g (n) = O (f (n))。在我们的例子中，我们可以看到n != T(2^n)因为2^n != O(n)。

为什么要担心这个呢?因为在你的问题中，你写了“一个人必须吸可卡因才能写出一个O(x!)?”答案是否定的——因为基本上你写的所有东西都会以阶乘函数为界。快速排序的运行时间是O(n!) -这不是一个严格的界限。

这里还有另一个微妙的维度。通常我们用O(g(n))表示最坏情况的输入，这样我们就得到了一个复合语句:在最坏情况下运行时间不会比g(n)步的算法差，同样是模缩放，而且n足够大，但有时我们想讨论平均情况甚至最佳情况的运行时间。

香草快速排序就是一个很好的例子。在最坏的情况下是T(n²)(实际上至少需要n²步，但不会多很多)，但在平均情况下是T(n.log n)，也就是说期望的步数与n.log n成正比。在最好的情况下也是T(n.log n) -但你可以改进它，例如，检查数组是否已经排序在哪种情况下，最佳运行时间将是T(n)。

How does this relate to your question about the practical realisations of these bounds? Well, unfortunately, O( ) notation hides constants which real-world implementations have to deal with. So although we can say that, for example, for a T(n^2) operation we have to visit every possible pair of elements, we don't know how many times we have to visit them (except that it's not a function of n). So we could have to visit every pair 10 times, or 10^10 times, and the T(n^2) statement makes no distinction. Lower order functions are also hidden - we could have to visit every pair of elements once, and every individual element 100 times, because n^2 + 100n = T(n^2). The idea behind O( ) notation is that for large enough n, this doesn't matter at all because n^2 gets so much larger than 100n that we don't even notice the impact of 100n on the running time. However, we often deal with 'sufficiently small' n such that constant factors and so on make a real, significant difference.

例如，快速排序(平均成本T(n.log n))和堆排序(平均成本T(n.log n))都是具有相同平均成本的排序算法——但快速排序通常比堆排序快得多。这是因为堆排序比快速排序对每个元素做了更多的比较。

这并不是说O()符号是无用的，只是不精确。对于小n来说，这是一个相当钝的工具。

(作为本文的最后一个注意事项，请记住O()表示法只是描述任何函数的增长——它不一定是时间，它可以是内存、分布式系统中交换的消息或并行算法所需的cpu数量。)

我试图用c#和JavaScript给出简单的代码示例来解释。

C#

For List<int> numbers = new List<int> {1,2,3,4,5,6,7,12,543,7};

O(1)看起来像

return numbers.First();

O(n)看起来像

int result = 0;
foreach (int num in numbers)
{
  result += num;
}
return result;

O(nlog (n))是这样的

int result = 0;
foreach (int num in numbers)
{
    int index = numbers.Count - 1;
    while (index > 1)
    {
        // yeah, stupid, but couldn't come up with something more useful :-(
        result += numbers[index];
        index /= 2;
    }
}
return result;

O(n2)是这样的

int result = 0;
foreach (int outerNum in numbers)
{
    foreach (int innerNum in numbers)
    {
        result += outerNum * innerNum;
    }
}
return result;

O(n!)看起来，嗯，太累了，想不出任何简单的东西。 但我希望你能明白大意?

JavaScript

对于const数= [1,2,3,4,5,6,7,12,543,7];

O(1)看起来像

numbers[0];

O(n)看起来像

let result = 0;
for (num of numbers){
    result += num;
}

O(nlog (n))是这样的

let result = 0;
for (num of numbers){

    let index = numbers.length - 1;
    while (index > 1){
        // yeah, stupid, but couldn't come up with something more useful :-(
        result += numbers[index];
        index = Math.floor(index/2)
    }
}

O(n2)是这样的

let result = 0;
for (outerNum of numbers){
    for (innerNum of numbers){
        result += outerNum * innerNum;
    }
}

big - o符号对代码的重要意义在于，当它所操作的“事物”数量增加一倍时，它将如何扩展。这里有一个具体的例子:

Big-O       |  computations for 10 things |  computations for 100 things
----------------------------------------------------------------------
O(1)        |   1                         |     1
O(log(n))   |   3                         |     7
O(n)        |  10                         |   100
O(n log(n)) |  30                         |   700
O(n^2)      | 100                         | 10000

快速排序是O(nlog (n))而冒泡排序是O(n²)当排序10个东西时，快速排序比冒泡排序快3倍。但当对100个东西进行排序时，速度要快14倍!显然，选择最快的算法很重要。当您访问具有数百万行的数据库时，这可能意味着您的查询在0.2秒内执行，而不是花费数小时。

另一件需要考虑的事情是，糟糕的算法是摩尔定律无法帮助的事情。例如，如果你有一个O(n^3)的科学计算，它一天可以计算100个东西，处理器速度翻倍一天只能计算125个东西。然而，计算到O(n²)，你每天要做1000件事情。

澄清: 实际上，Big-O并没有说不同算法在同一特定大小点上的性能比较，而是说同一算法在不同大小点上的性能比较:

                 computations     computations       computations
Big-O       |   for 10 things |  for 100 things |  for 1000 things
----------------------------------------------------------------------
O(1)        |        1        |        1        |         1
O(log(n))   |        1        |        3        |         7
O(n)        |        1        |       10        |       100
O(n log(n)) |        1        |       33        |       664
O(n^2)      |        1        |      100        |     10000

要理解O(n log n)，请记住log n意味着log-base-2 (n)。然后看看每一部分:

O(n)是，当你对集合中的每一项进行操作时。

O(log n)是指操作的次数与取2的指数相同，以得到项目的数量。例如，二分搜索必须将集合切成log n的一半。

O(nlogn)是一个组合——你在对集合中的每一项进行二分搜索。高效的排序通常是对每个项目进行一次循环，并在每个循环中进行良好的搜索，以找到放置相关项目或组的正确位置。因此是n * log n。