1 个细胞的生命周期是 3 小时,1 小时分裂一次。求 n 小时后,容器内有多少细胞?请你用已经学过的递归时间复杂度的分析方法,分析一下这个递归问题的时间复杂度。
package com.controller.bootweb.demo.dsa;
public class CellDivision {
public static int countCells(int hours) {
if (hours == 0) {
// 初始时刻,容器内有1个细胞
return 1;
} else {
// 在前一个小时的基础上,每个细胞分裂成两个细胞
return 2 * countCells(hours - 1);
}
}
public static void main(String[] args) {
int n = 5; // 假设 n 小时
int result = countCells(n);
System.out.println(n + " 小时后,容器内有 " + result + " 个细胞。");
}
}
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这个递归函数的时间复杂度是指数级别的,因为每个细胞每小时都会分裂,导致指数级的递归调用。递归树的深度是 n,每一层有2n个节点。因此,时间复杂度为O(2n)。
虽然递归是一种直观的解决方法,但是对于这种指数级别的复杂度,会在 n 较大时导致性能问题。在实际应用中,可能需要考虑使用其他更高效的算法来解决类似的问题。
public class CellDivision {
public static int countCells(int hours) {
if (hours == 0) {
return 1;
}
int[] cellCounts = new int[hours + 1];
cellCounts[0] = 1;
for (int i = 1; i <= hours; i++) {
cellCounts[i] = 2 * cellCounts[i - 1];
}
return cellCounts[hours];
}
public static void main(String[] args) {
int n = 5; // 假设 n 小时
int result = countCells(n);
System.out.println(n + " 小时后,容器内有 " + result + " 个细胞。");
}
}
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这个迭代版本的代码避免了递归的指数级别复杂度,而是通过循环计算每个小时的细胞数量。其时间复杂度是 O(n),更加高效。在实际应用中,通常倾向于使用迭代而不是递归,因为迭代通常具有更好的性能。
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