PHP 中巧用数组降低程序的时间复杂度

  通常开发人员在写程序的时候,往往是把已经设计好或者构思好的运算逻辑,直接用编程语言翻译出来。程序能顺利编译通过,那是很令人高兴的事情。如果此时程序的运行时间还能接受,就会沉浸在写代码的成就感当中,常常在这个过程中忽略代码的优化。只有当程序运行速度受到影响时,才回过头去考虑优化的事情。

  时间复杂度是开发人员用来衡量应用程序算法优劣的主要因素。客观地说,算法的优劣除了和时间复杂度有关,还与空间复杂度密切相关。而随着设备硬件配置的不断提升,对中小型应用程序来说,对算法的空间复杂度的要求也宽松了不少。不过,在当今 Web2.0 时代,对应用程序的时间复杂度却有了更高的要求。

  什么是算法的时间复杂度呢?概要来说,是指从算法中选取一个能代表算法的原操作,以原操作重复执行的次数作为算法的时间量度。影响时间复杂度的因素有两个:一是原操作的执行时间,二是原操作因控制结构引起的执行次数。要把算法的时间复杂度降下来,降低原操作的执行次数是较为容易的方法,也是主要方法。本文所讲述的方法,是通过巧用 PHP 的数组,降低原操作的执行次数,从而达到降低算法时间复杂度的需求,和大家分享。

  算法的时间量度记作 T(n)=O(f(n)),它表示算法中基本操作重复执行的次数是问题规模 n 的某个函数 f(n),也就是说随着问题规模 n 的增大,算法执行时间的增长率和 f(n) 的增长率相同。多数情况下,我们把最深层循环内的语句作为原操作来讨论算法的时间复杂度,因为它的执行次数和包含它的语句的频度相同。一般情况下,对一个问题只需选择一种基本操作来讨论算法的时间复杂度即可。有时也需要同时考虑多种基本操作。

  在 Web 开发中,通常一个功能的执行时间或响应时间,不仅仅跟服务器的响应能力、处理能力有关,还涉及第三方工具的交互时间,如对数据库的链接时间和对数据进行存取的时间。因而在选定原操作是,需要综合考虑应用程序各方面的因素,以最大影响程序执行时间的操作为原操作,来衡量算法的时间复杂度。也就是说,需要程序员在编写代码的时候,对重要操作的执行时间能有基本的认识。

相关阅读