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精讲c语言入门之代码规范与时间复杂度

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

精讲c语言入门之代码规范与时间复杂度

精讲C语言

引入:

时间复杂度的概念

算法的时间复杂度反映了程序执行时间随输入规模增长而增长的量级,在很大程度上能很好地反映出算法的优劣与否,算法执行时间需要依据该算法编制的程序在计算机上执行运行时所消耗的时间来度量,度量方法有两种,事后统计方法和事前分析估算方法,因为事后统计方法更多的依赖计算机的硬件,软件等环境因素,有时容易掩盖算法本身的优劣。因此常常采用事前分析估算的方法;在各种算法中,若算法中的语句执行次数为一个常数,则时间复杂度为O(1);同时,若不同算法的时间频度不一样,但他们的时间复杂度却可能是一样的。

eg:T(n)=n2+2n+4 与 T(n)=4n2+n+8,他们的时间频度显然不一样,但他们的时间复杂度却是一样的,均为O(n2),时间复杂度只关注最高数量级,且与之系数也没有关系。

在竞赛中,一般算机一秒能运行5 x 108次汁算,如果题目給出的时间限制カ1s,那么你选择的算法执行的汁算次数最多应该在108量级オ有可能解决这个题目。

  一般 O(n)的算法能解决的数据范围在n < 10^8。
  
   O(logn)的算法能解决的数据范围在n <= 10^22,理论上除了O(1)最小的时间复杂度.
  
   O(nlogn)的算法能解决的数据范围在n <= 10^6。
 ​
   O(nsqrt(n))的算法能解决的数据范围在n < 10^5。
 ​
   O(n^2)的算法能解决的数据范围在n<5000。
 ​
   O(n^3)的算法能解决的数据范围在n <300。
 ​
   O(2^n)的算法能解决的数据范围在n < 25。
 ​
   O(n!)的算法能解决的数据范围在n < 11。

举例:

每一种时间复杂度对应各种各样的算法,仅举例说明

O(1) : 公式秒杀

例如 : 斐波那契数列通项公式(数据超过1亿以上之后会有误差).

 

代码如下:

long fib(int n){
    double z =  sqrt(5.0);
    double x = (1+z)/2;
    double y = (1-z)/2;
    return (pow(x,n)-pow(y,n))/z;
}

O(n) : 循环遍历

例如: 找出下列数字中大于10的数字个数

1 4 10 11 15 6 9 12 14 199 0

需要循环判断一遍,每一项的值是否大于10,以此统计个数

O(logn) : 二分查找

例如 : 寻找有序数列中等于5的一项所对应的位置(下标)

1 2 3 4 5 6 7 9 10 13

第一项a1 和最后一项 an

 
int bsearch(int *a, int left, int right, int x){   
    int m;
    while (left < right){
        m = left + (right - left) / 2; //数据...
        if (a[m] >= x)  {
            right = m;
        }  
        else {
            left = m + 1;
        }   
        // 如果要替换为 upper_bound, 改为:if (A[m] <= v) x = m+1; else y = m;     
    }

表示当数据增大n倍时,耗时增大log(n)倍

(这里的log是以2为底的,比如,当数据增大256倍时,耗时只增大8倍,是比线性还要低的时间复杂度)。每找一次排除一半的可能,256个数据中查找只要找8次就可以找到目标。

代码规范与缩进问题

什么叫规范?在C语言中不遵守编译器的规定,编译器在编译时就会报错,这个规定叫作规则。但是有一种规定,它是一种人为的、约定成俗的,即使不按照那种规定也不会出错,这种规定就叫作规范。

虽然我们不按照规范也不会出错,但是那样代码写得就会很乱。大家刚开始学习C语言的时候,第一步不是说要把程序写正确,而是要写规范。因为如果你养成一种非常不好的写代码的习惯,代码就会写得乱七八糟,等到将来工作面试的时候,这样的习惯可能会让你失去机会。 代码如何写才能规范 那么代码如何写才能写得很规范呢?代码的规范化不是说看完这篇文章后就能实现的。它里面细节很多,而且需要不停地写代码练习,不停地领悟,慢慢地才能掌握的一种编程习惯。所以大家不要想着一下子就能把代码规范化的所有知识全部掌握,也不要想着一下子就能把代码写规范,这是不太可能的。

有很多知识,比如为什么代码要这样写,为什么不能那样写,作为一个初学者你是很难弄明白的。有很多规范是为了在程序代码量很大的时候,便于自己阅读,也便于别人阅读。

所以刚开始的时候有很多规范你不知道为什么要那样规定,你就单纯地模仿就行了。等将来敲代码敲得时间长了,你就会感觉到那样写是很有好处的。

代码规范化的第一个好处就是看着很整齐、很舒服。假如你现在用不规范的方式写了一万行代码,现在能看得懂,但等过了三个月你再回头看时就很吃力了,更不要说给别人看了。所以代码要写规范,比如加注释就是代码规范化的一个思想。

在一般情况下,根据软件工程的思想,我们的注释要占整个文档的20%以上。所以注释要写得很详细,而且格式要写得很规范。

第二个好处是,把代码写规范则程序不容易出错。如果按照不规范的格式输入代码的话,很容易出错。而代码写规范的话即使出错了查错也会很方便。格式虽然不会影响程序的功能,但会影响可读性。程序的格式追求清晰、美观,是程序风格的重要构成元素。

空格

规则一:关键字之后要留空格。像 const、case 等关键字之后至少要留一个空格,否则无法辨析关键字。像 if、for、while 等关键字之后应留一个空格再跟左括号(,以突出关键字。

规则二:函数名之后不要留空格,应紧跟左括号(,以与关键字区别。

规则三:(向后紧跟;)、,、;这三个向前紧跟;紧跟处不留空格。

规则四:,之后要留空格。如果;不是一行的结束符号,其后要留空格。

规则五:赋值运算符、关系运算符、算术运算符、逻辑运算符、位运算符,如 =、==、!=、+=、-=、=、/=、%=、>>=、<<=、&=、^=、|=、>、<=、>、>=、+、-、、/、%、&、|、&&、||、<<、>>、^ 等双目运算符的前后应当加空格。

注意,运算符“%”是求余运算符,与 printf 中 %d 的“%”不同,所以 %d 中的“%”前后不用加空格。

规则六:单目运算符 !、~、++、--、-、*、& 等前后不加空格。

规则七:像数组符号[]、结构体成员运算符.、指向结构体成员运算符->,这类操作符前后不加空格。

规则八:对于表达式比较长的 for 语句和 if 语句,为了紧凑起见,可以适当地去掉一些空格。但 for 和 if 后面紧跟的空格不可以删,其后面的语句可以根据语句的长度适当地去掉一些空格。例如:

for (i=0; i<10; i++)

for 和分号后面保留空格就可以了,=和<前后的空格可去掉。

注释

C语言中一行注释一般采用//…,多行注释必须采用。注释通常用于重要的代码行或段落提示。在一般情况下,源程序有效注释量必须在 20% 以上。虽然注释有助于理解代码,但注意不可过多地使用注释。

规则一:注释是对代码的“提示”,而不是文档。程序中的注释不可喧宾夺主,注释太多会让人眼花缭乱。

规则二:如果代码本来就是清楚的,则不必加注释。

例如:i++; //i加1 这个就是多余的注释。

规则三:边写代码边注释,修改代码的同时要修改相应的注释,以保证注释与代码的一致性,不再有用的注释要删除。

规则四:当代码比较长,特别是有多重嵌套的时候,应当在段落的结束处加注释,这样便于阅读。

规则五:每一条宏定义的右边必须要有注释,说明其作用。

规范代码的实际案例: 

​# include 
# include  
int main(void)
{
    //把三个系数保存到计算机中
    int a = 1;  // “=”不表示相等,而是表示赋值
    int b = 2;
    int c = 1;
    double delta;   //delta存放的是b*b - 4*a*c的值
    double x1, x2;  //分别用于存放一元二次方程的两个解
    delta = b*b - 4*a*c;
    if (delta > 0)
    {
        x1 = (-b + sqrt(delta)) / (2*a);
        x2 = (-b - sqrt(delta)) / (2*a);
        printf("该一元二次方程有两个解,x1 = %f, x2 = %fn", x1, x2);
    }
    else if (0 == delta)
    {
        x1 = (-b) / (2*a);
        x2 = x1;  //左边值赋给右边
        printf("该一元二次方程有一个唯一解,x1 = x2 = %fn", x1);
    }
    else
    {
        printf("无解n");
    }
    return 0;
}

​

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