#M8020. 递归复杂度计算

递归复杂度计算

递归函数复杂度分析

在分析递归函数的时间复杂度时,我们需要考虑以下因素:

  1. 每次递归调用的工作量。
  2. 递归的深度(调用的次数)。
  3. 每一层递归中的分支数。

通常,我们使用递归树来分析递归算法的时间复杂度。具体的时间复杂度取决于递归算法的实现细节。

我们来看一个简单的例子:计算斐波那契数列的递归实现。斐波那契数列的第n项可以用以下公式表示:


$F(n)=F(n−1)+F(n−2)$,其$F(0)=0,F(1)=1$。

下面是一个计算斐波那契数列的递归函数:

int fib(int n) {
    if (n == 0) return 0;
    if (n == 1) return 1;
    return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

为了分析这个递归函数的时间复杂度,我们可以画出它的递归树。每个节点表示一个递归调用,子节点表示从该调用产生的递归调用。这里是树的前几层(每个节点显示调用 fib(x) 的 x 值):
         fib(4)
       /        \
 fib(3)          fib(2)
 /    \          /    \
fib(2) fib(1)  fib(1) fib(0)
/    \
fib(1) fib(0)

观察递归树,我们可以看到每层递归的分支数大约是 2 ,深度是 n。因此,这个递归函数的时间复杂度大约是$O(2n)$。请注意,这是一个非常低效的实现,可以使用动态规划或矩阵乘法将时间复杂度降低到$O(n)$或$O(logn)$。