空間復(fù)雜度是指對(duì)一個(gè)算法在運(yùn)行過(guò)程中臨時(shí)占用存儲(chǔ)空間大小的量度,記做S(n)=O(f(n))。一個(gè)算法的優(yōu)劣主要從算法的執(zhí)行時(shí)間和所需要占用的存儲(chǔ)空間兩個(gè)方面衡量。
一、量度介紹
類似于時(shí)間復(fù)雜度的討論,一個(gè)算法的空間復(fù)雜度S(n)定義為該算法所耗費(fèi)的存儲(chǔ)空間,它也是問(wèn)題規(guī)模n的函數(shù)。漸近空間復(fù)雜度也常常簡(jiǎn)稱為空間復(fù)雜度。空間復(fù)雜度(SpaceComplexity)是對(duì)一個(gè)算法在運(yùn)行過(guò)程中臨時(shí)占用存儲(chǔ)空間大小的量度。一個(gè)算法在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器上所占用的存儲(chǔ)空間,包括存儲(chǔ)算法本身所占用的存儲(chǔ)空間,算法的輸入輸出數(shù)據(jù)所占用的存儲(chǔ)空間和算法在運(yùn)行過(guò)程中臨時(shí)占用的存儲(chǔ)空間這三個(gè)方面。算法的輸入輸出數(shù)據(jù)所占用的存儲(chǔ)空間是由要解決的問(wèn)題決定的,是通過(guò)參數(shù)表由調(diào)用函數(shù)傳遞而來(lái)的,它不隨本算法的不同而改變。存儲(chǔ)算法本身所占用的存儲(chǔ)空間與算法書寫的長(zhǎng)短成正比,要壓縮這方面的存儲(chǔ)空間,就必須編寫出較短的算法。算法在運(yùn)行過(guò)程中臨時(shí)占用的存儲(chǔ)空間隨算法的不同而異,有的算法只需要占用少量的臨時(shí)工作單元,而且不隨問(wèn)題規(guī)模的大小而改變,我們稱這種算法是“就地"進(jìn)行的,是節(jié)省存儲(chǔ)的算法,有的算法需要占用的臨時(shí)工作單元數(shù)與解決問(wèn)題的規(guī)模n有關(guān),它隨著n的增大而增大,當(dāng)n較大時(shí),將占用較多的存儲(chǔ)單元,例如快速排序和歸并排序算法就屬于這種情況。
二、時(shí)間空間復(fù)雜度
對(duì)于一個(gè)算法,其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度往往是相互影響的。當(dāng)追求一個(gè)較好的時(shí)間復(fù)雜度時(shí),可能會(huì)使空間復(fù)雜度的性能變差,即可能導(dǎo)致占用較多的存儲(chǔ)空間;反之,當(dāng)追求一個(gè)較好的空間復(fù)雜度時(shí),可能會(huì)使時(shí)間復(fù)雜度的性能變差,即可能導(dǎo)致占用較長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。另外,算法的所有性能之間都存在著或多或少的相互影響。因此,當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)算法(特別是大型算法)時(shí),要綜合考慮算法的各項(xiàng)性能,算法的使用頻率,算法處理的數(shù)據(jù)量的大小,算法描述語(yǔ)言的特性,算法運(yùn)行的機(jī)器系統(tǒng)環(huán)境等各方面因素,才能夠設(shè)計(jì)出比較好的算法。算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度合稱為算法的復(fù)雜度。