Big O Notation को समझना

Python में Data Structures और Algorithms

Miriam Antona

Software Engineer

Big O Notation

  • किसी एल्गोरिदम की worst-case complexity मापता है
    • Time complexity: पूरा चलने में लगने वाला समय
    • Space complexity: अतिरिक्त मेमोरी स्पेस
  • सेकंड/बाइट्स का उपयोग नहीं करता
    • हार्डवेयर के अनुसार परिणाम बदल सकते हैं
  • गणितीय अभिव्यक्तियाँ: $O(1)$, $O(n)$, $O(n^2)$...
Python में Data Structures और Algorithms

Big O Notation

Big O Notation में विभिन्न एल्गोरिदम का ग्राफ़िकल चित्रण.

Python में Data Structures और Algorithms

$O(1)$

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink']

def constant(colors):
    print(colors[2])

constant(colors)
blue
Python में Data Structures और Algorithms

$O(1)$

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink', 'black', 'white', 'purple', 'red']

def constant(colors):
    print(colors[2])  # O(1)

constant(colors)
blue
Python में Data Structures और Algorithms

$O(n)$

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink']

def linear(colors):
  for color in colors:
    print(color)    

linear(colors)
green

yellow
blue
pink
Python में Data Structures और Algorithms

$O(n)$

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink'] # n=4

def linear(colors):
  for color in colors:
    print(color)    # O(4)

linear(colors)
  • n=4: 4 operations
Python में Data Structures और Algorithms

$O(n)$

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink', 'black', 'white', 'purple'] # n=7

def linear(colors):
  for color in colors:
    print(color)    # O(7)

linear(colors)
  • n=4: 4 operations
  • n=7: 7 operations
  • n=100: 100 operations
  • ...
  • $O(n)$ complexity
Python में Data Structures और Algorithms

$O(n^2)$

colors = ['green', 'yellow', 'blue']

def quadratic(colors):  
  for first in colors:
      for second in colors:
          print(first, second)

quadratic(colors)
  • n=3: (3 x 3) 9 operations
  • n=100: (100 x 100) 10,000 operations
  • quadratic pattern
  • $O(n^2)$ complexity
green green
green yellow
green blue
yellow green
yellow yellow
yellow blue
blue green
blue yellow
blue blue
Python में Data Structures और Algorithms

$O(n^3)$

colors = ['green', 'yellow', 'blue']

def cubic(colors):  
  for color1 in colors:
      for color2 in colors:
          for color3 in colors:
              print(color1, color2, color3)

cubic(colors)
  • n=3: (3 x 3 x 3) 27 operations
  • n=10: (10 x 10 x 10) 1,000 operations
  • cubic pattern
  • $O(n^3)$ complexity
Python में Data Structures और Algorithms

Big O Notation की गणना

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink', 'black', 'white', 'purple']
other_colors = ['orange', 'brown']

def complex_algorithm(colors):
  color_count = 0

  for color in colors:
      print(color)
      color_count += 1

  for other_color in other_colors:
      print(other_color)
      color_count += 1

  print(color_count)

complex_algorithm(colors)
Python में Data Structures और Algorithms

Big O Notation की गणना

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink', 'black', 'white', 'purple']  # O(1)
other_colors = ['orange', 'brown']  # O(1)


def complex_algorithm(colors): color_count = 0 # O(1)
for color in colors: print(color) # O(n) color_count += 1 # O(n)
for other_color in other_colors: print(other_color) # O(m) color_count += 1 # O(m)
print(color_count) # O(1)
complex_algorithm(colors) # O(4
Python में Data Structures और Algorithms

Big O Notation की गणना

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink', 'black', 'white', 'purple']  # O(1)
other_colors = ['orange', 'brown']  # O(1)

def complex_algorithm(colors):
  color_count = 0          # O(1)

  for color in colors:
    print(color)           # O(n)
    color_count += 1       # O(n)

  for other_color in other_colors:
    print(other_color)     # O(m)
    color_count += 1       # O(m)

  print(color_count)       # O(1)

complex_algorithm(colors)  # O(4 + 2n
Python में Data Structures और Algorithms

Big O Notation की गणना

colors = ['green', 'yellow', 'blue', 'pink', 'black', 'white', 'purple']  # O(1)
other_colors = ['orange', 'brown']  # O(1)

def complex_algorithm(colors):
  color_count = 0          # O(1)

  for color in colors:
    print(color)           # O(n)
    color_count += 1       # O(n)

  for other_color in other_colors:
    print(other_color)     # O(m)
    color_count += 1       # O(m)

  print(color_count)       # O(1)

complex_algorithm(colors)  # O(4 + 2n + 2m)
Python में Data Structures और Algorithms

Big O Notation को सरल करना

  1. स्थिरांक हटाएँ
    • $O(4 + 2n + 2m)$ -> $O(n + m)$
  2. अलग इनपुट के लिए अलग वैरिएबल्स
    • $O(n + m)$
  3. छोटे terms हटाएँ
    • $O(n + n^2)$
Python में Data Structures और Algorithms

Big O Notation को सरल करना

  1. स्थिरांक हटाएँ
    • $O(4 + 2n + 2m)$ -> $O(n + m)$
  2. अलग इनपुट के लिए अलग वैरिएबल्स
    • $O(n + m)$
  3. छोटे terms हटाएँ
    • $O(n + n^2)$ -> $O(n^2)$
Python में Data Structures और Algorithms

अभ्यास करते हैं!

Python में Data Structures और Algorithms

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