我想从另一个角度来解释Big-O。

Big-O只是用来比较程序的复杂性，也就是当输入增加时它们的增长速度有多快，而不是花在执行操作上的确切时间。

恕我直言，在大o公式中，你最好不要使用更复杂的方程(你可以坚持使用下图中的方程)。然而，你仍然可以使用其他更精确的公式(如3^n, n^3，…)，但有时会误导!所以还是尽量简单为好。

我想再次强调，这里我们不想得到一个精确的算法公式。我们只想展示当输入增加时它是如何增长的并在这方面与其他算法进行比较。否则，您最好使用不同的方法，如基准测试。

经常被忽视的是算法的预期行为。它不会改变你的算法的大o，但它确实与“过早优化.. ..”的声明有关

你的算法的预期行为是——非常简单——你期望你的算法在你最有可能看到的数据上工作的速度有多快。

例如，如果你在一个列表中搜索一个值，它是O(n)，但如果你知道你看到的大多数列表都有你的值在前面，你的算法的典型行为会更快。

为了真正确定它，你需要能够描述你的“输入空间”的概率分布(如果你需要对一个列表排序，这个列表已经被排序的频率是多少?有多少次是完全相反的?多长时间进行一次排序?)这并不总是可行的，但有时你知道。

我不知道如何通过编程来解决这个问题，但人们做的第一件事是我们对算法的特定模式进行抽样，比如4n²+ 2n + 1我们有两个规则:

如果我们有一个项的和，增长率最大的项被保留，其他项被省略。 如果我们有几个因数的乘积，常数因数就省略了。

如果我们化简f(x)，其中f(x)是所做操作数量的公式，(上文解释的4n²+ 2n + 1)，我们得到大O值[在这种情况下是O(n²)]。但这必须考虑到程序中的拉格朗日插值，这可能很难实现。如果真正的大O值是O(2^n)我们可能有O(x^n)这样的东西，那么这个算法可能是不可编程的。但如果有人证明我错了，给我代码. . . .

大O符号很有用，因为它很容易使用，并且隐藏了不必要的复杂性和细节(对于一些不必要的定义)。求解分治算法复杂性的一种好方法是树法。假设你有一个带有中值过程的快速排序版本，所以你每次都将数组分割成完美平衡的子数组。

现在，构建一个与所使用的所有数组对应的树。根结点有原始数组，根结点有两个子数组。重复此步骤，直到底部有单个元素数组。

由于我们可以在O(n)时间内找到中位数，并在O(n)时间内将数组分成两部分，因此在每个节点上所做的功为O(k)，其中k是数组的大小。树的每一层都包含(最多)整个数组，所以每层的功是O(n)(子数组的大小加起来是n，因为每层有O(k)，我们可以把它加起来)。树中只有log(n)层，因为每次我们将输入减半。

因此，我们可以将功的上限设为O(n*log(n))。

然而，大O隐藏着一些我们有时不能忽视的细节。考虑计算斐波那契数列

a=0;
b=1;
for (i = 0; i <n; i++) {
    tmp = b;
    b = a + b;
    a = tmp;
}

假设a和b在Java中是biginteger或者其他可以处理任意大数字的东西。大多数人会毫不犹豫地说这是一个O(n)算法。理由是，在for循环中有n次迭代，而O(1)工作在循环的一侧。

但是斐波那契数列很大，第n个斐波那契数列是n的指数级，所以仅仅是存储它就需要n个字节。对大整数执行加法将花费O(n)个工作量。所以在这个过程中所做的总功是

一加二加三……+ n = n(n-1)/2 = O(n)

所以这个算法在二次时间内运行!

除了使用主方法(或其专门化之一)之外，我还通过实验测试了我的算法。这不能证明达到了任何特定的复杂度等级，但它可以保证数学分析是适当的。为了保证这一点，我将代码覆盖工具与我的实验结合起来使用，以确保我使用了所有的案例。

作为一个非常简单的例子，假设你想要对. net框架的列表排序的速度进行完整性检查。你可以像下面这样写，然后在Excel中分析结果，以确保它们不超过n*log(n)曲线。

在这个例子中，我测量了比较的数量，但也要谨慎地检查每个样本量所需的实际时间。然而，您必须更加小心，因为您只是在度量算法，而不包括来自测试基础结构的工件。

int nCmp = 0;
System.Random rnd = new System.Random();

// measure the time required to sort a list of n integers
void DoTest(int n)
{
   List<int> lst = new List<int>(n);
   for( int i=0; i<n; i++ )
      lst[i] = rnd.Next(0,1000);

   // as we sort, keep track of the number of comparisons performed!
   nCmp = 0;
   lst.Sort( delegate( int a, int b ) { nCmp++; return (a<b)?-1:((a>b)?1:0)); }

   System.Console.Writeline( "{0},{1}", n, nCmp );
}


// Perform measurement for a variety of sample sizes.
// It would be prudent to check multiple random samples of each size, but this is OK for a quick sanity check
for( int n = 0; n<1000; n++ )
   DoTest(n);

小提示:大O符号是用来表示渐近复杂度的(也就是说，当问题的大小增长到无穷大时)，它隐藏了一个常数。

这意味着在O(n)和O(n2)的算法之间，最快的并不总是第一个算法(尽管总是存在一个值n，这样对于大小为>n的问题，第一个算法是最快的)。

注意，隐藏常数很大程度上取决于实现!

此外，在某些情况下，运行时并不是输入大小为n的确定函数。以快速排序为例:对n个元素的数组进行排序所需的时间不是一个常数，而是取决于数组的初始配置。

有不同的时间复杂度:

最坏的情况(通常是最简单的，但并不总是很有意义) 一般情况下(通常很难弄清楚…) .．.

一个很好的介绍是R. Sedgewick和P. Flajolet的《算法分析导论》。

正如你所说，过早的优化是万恶之源，(如果可能的话)在优化代码时真的应该总是使用分析。它甚至可以帮助您确定算法的复杂性。