假设 x 和 y是拥有n位数的大数,那么x*y的时间复杂度是多少?
最朴素的想法,是使用小学课本中教授的乘法竖式的算法。即,x的每一位都需要与y的每一位进行相乘运算,并将结果按位相加。这个时候,算法的复杂度为$O(n^2)$。对算法复杂度有所了解的同学都知道,平方级的复杂度的算法大多都是存在优化空间的。那么如何对 algorithm 1进行优化呢?
我们是否可以采用分而治之的思想,将x和y分成高n/2位与低n/2位,进行操作?然后递归的进行这个过程呢?基于这种想法,我们的表达式可以记为:
$$
x * y = x_hy_h * 10^n + (x_hy_l+x_ly_h)*10^{n/2} + x_ly_l
$$
如果我们记xy的复杂度为T(n),那么显然四个子部分的复杂度为4T(n/2),而乘以$10^n$ 与$10^{n/2}$这一步骤的复杂度为n的线性复杂度,可以记为cn,因此有如下表达式:
$$\begin{cases}
T(n) ≤ 4T(n/2) + cn \quad\quad\quad,n > 1\ ||
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad1\quad\quad\quad,n=1
\end{cases}
$$
根据主定理结论,T(n) 的复杂度为O($n^2$)。这似乎与暴力的竖式算法木有区别呀!并且这只是实际上的理论复杂度,考虑递归操作往往需要栈来实现,出栈入栈还会带来额外的开销。
有没有更好的方法呢?当然是有的!如果我们把$x_hy_h$ 记为A,$x_ly_l$记为B,$(x_h+x_l)(y_h+y_l)$记作D,那么原来的表达式可以写为:
$$
x * y = A * 10^n + (D-A-B)*10^{n/2} + B
$$
这样一来我们的递归就简化为三路递归,迭代式也变为:
$$\begin{cases}
T(n) ≤ 3T(n/2) + cn \quad\quad\quad,n > 1\ ||
\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad1\quad\quad\quad,n=1
\end{cases}
$$
根据主定理,此时的复杂度为O($n^{log_23}$)
tips1: 这个算法就是大名鼎鼎的Karatsuba algorithm
tips2: python的大数乘法中也分段的引入了该算法,当n小于等于70时,使用我们熟悉的竖式算法,否则使用Karatsuba algorithm
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有没有人用ruby解决这个问题:假设我们有:a=8.1999999我们想将它四舍五入为2位小数,即8.20,然后乘以1,000,000得到8,200,000我们是这样做的;(a.round(2)*1000000).to_i但是我们得到的是8199999,为什么?奇怪的是,如果我们乘以1000、100000或10000000而不是1000000,我们会得到正确的结果。有人知道为什么吗?我们正在使用ruby1.9.2并尝试使用1.9.3。谢谢! 最佳答案 每当你在计算中得到时髦的数字时使用bigdecimalrequire'bi
1.问题描述使用Python的turtle(海龟绘图)模块提供的函数绘制直线。2.问题分析一幅复杂的图形通常都可以由点、直线、三角形、矩形、平行四边形、圆、椭圆和圆弧等基本图形组成。其中的三角形、矩形、平行四边形又可以由直线组成,而直线又是由两个点确定的。我们使用Python的turtle模块所提供的函数来绘制直线。在使用之前我们先介绍一下turtle模块的相关知识点。turtle模块提供面向对象和面向过程两种形式的海龟绘图基本组件。面向对象的接口类如下:1)TurtleScreen类:定义图形窗口作为绘图海龟的运动场。它的构造器需要一个tkinter.Canvas或ScrolledCanva
我一直在尝试用Ruby实现Luhn算法。我一直在执行以下步骤:该公式根据其包含的校验位验证数字,该校验位通常附加到部分帐号以生成完整帐号。此帐号必须通过以下测试:从最右边的校验位开始向左移动,每第二个数字的值加倍。将乘积的数字(例如,10=1+0=1、14=1+4=5)与原始数字的未加倍数字相加。如果总模10等于0(如果总和以零结尾),则根据Luhn公式该数字有效;否则无效。http://en.wikipedia.org/wiki/Luhn_algorithm这是我想出的:defvalidCreditCard(cardNumber)sum=0nums=cardNumber.to_s.s
下面是我写的一个计算斐波那契数列中的值的方法:deffib(n)ifn==0return0endifn==1return1endifn>=2returnfib(n-1)+(fib(n-2))endend它工作到n=14,但在那之后我收到一条消息说程序响应时间太长(我正在使用repl.it)。有人知道为什么会这样吗? 最佳答案 Naivefibonacci进行了大量的重复计算-在fib(14)fib(4)中计算了很多次。您可以将内存添加到您的算法中以使其更快:deffib(n,memo={})ifn==0||n==1returnnen
为了防止在迁移到生产站点期间出现数据库事务错误,我们遵循了https://github.com/LendingHome/zero_downtime_migrations中列出的建议。(具体由https://robots.thoughtbot.com/how-to-create-postgres-indexes-concurrently-in概述),但在特别大的表上创建索引期间,即使是索引创建的“并发”方法也会锁定表并导致该表上的任何ActiveRecord创建或更新导致各自的事务失败有PG::InFailedSqlTransaction异常。下面是我们运行Rails4.2(使用Acti
如果使用Marshal.dump写入文件,我有一个Ruby散列达到大约10兆字节。gzip压缩后约为500KB。在ruby中迭代和改变这个散列是非常快的(几分之一毫秒)。即使复制它也非常快。问题是我需要在RubyonRails进程之间共享此散列中的数据。为了使用Rails缓存(file_store或memcached)执行此操作,我需要先Marshal.dump文件,但这会在序列化文件时产生1000毫秒的延迟,在序列化文件时产生400毫秒的延迟。理想情况下,我希望能够在100毫秒内从每个进程保存和加载此哈希。一个想法是生成一个新的Ruby进程来保存这个散列,该散列为其他进程提供AP
我正在开发一个类似微论坛的项目,其中一个特殊用户发布一条快速(接近推文大小)的主题消息,订阅者可以用他们自己的类似大小的消息来响应。直截了当,没有任何形式的“挖掘”或投票,只是每个主题消息的响应按时间顺序排列。但预计会有很高的流量。我们想根据它们引起的响应嗡嗡声来标记主题消息,使用0到10的等级。在谷歌上搜索了一段时间的趋势算法和开源社区应用示例,到目前为止已经收集到两个有趣的引用资料,但我还没有完全理解它们:Understandingalgorithmsformeasuringtrends,关于使用基线趋势算法比较维基百科页面浏览量的讨论,在SO上。TheBritneySpearsP
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