建堆的时间复杂度计算

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公式及结果

原理解释

公式推导

公式及结果

        以最坏情况来计算建堆的时间复杂度，假设该堆为满二叉树，堆高为h。i为第i层，设第i层高度为hi,第i层结点数位ni，堆的复杂度为

       i = 1 ，直到 i = h-1 结束。将 1 到 h - 1 的 n1*h1 +..... ni*hi 相加。

       t(n)  = O(N)。

原理解释

图仅为解释时间复杂度计算，实际建堆为由下向上。先建地基，再盖高楼，逐层往上。

每层的每个结点都要向下执行当前的高度次。

直到倒数第二层的每个结点执行完一次结束。

图中 h 为 4 。

第一层到最底层的高度为 h1 = 3，有一个结点 n1 = 1，相乘就是第一层执行的次数。

第二层到最底层的高度为 h2 = 2 ，有两个结点 n2 = 2，相乘就是第二层执行的次数。

只需执行到 当 hi = 1时，可结束。也就是说 第 h-1 层的高度 就是 hi = 1。第一张图中有解释。

        最坏的情况下则需要第i层的每个节点向下，和该结点的大孩子或者小的孩子进行交换，执行到第 h-1 层结束。

        将每层执行的次数相加就是建堆的时间复杂度。

公式推导

错位相减法。

将T(N)乘2再减去T(N)。

T(N) = N - log2N

因为O(log2N)的时间复杂度比O(N)低，所以忽略O(log2N)。

可得建堆的时间复杂度为O(N)。