灯前目力虽非昔,犹课蝇头二万言。

# 渐近记号的含义

# Θ\Theta 记号

对于一个给定的函数 g(n)g(n), 以 Θ(g(n))\Theta (g(n)) 表示存在 c1,c2∈R+c_1,c_2 \in \mathbb{R}_+ 及 n0∈N+n_0\in\mathbb{N}_+, 使得对所有的n≥n0n≥n_0 都有0≤c1g(n)≤f(n)≤c2g(n)0≤c_1g(n)≤f(n)≤c_2g(n) 的函数 f(n)f(n) 组成的集合。这时,我们称 g(n)g(n) 是 f(n)f(n) 的一个渐近紧确界 (asymptotically tight bound)。

# OO 记号

对于一个给定的函数 g(n)g(n), 以 O(g(n))O(g(n)) 表示存在c∈R+c\in \mathbb{R}_+ 及n0∈N+n_0\in\mathbb{N}_+, 使得对所有的n≥n0n≥n_0 都有0≤f(n)≤cg(n)0≤f(n)≤cg(n) 的函数 f(n)f(n) 组成的集合。此时,称g(n)g(n) 是f(n)f(n) 的一个渐近上界。

# Ω\Omega 记号

对于一个给定的函数 g(n)g(n), 以 Ω(g(n))Ω(g(n)) 表示存在 c∈R+c\in \mathbb{R}_+ 及 n0∈N+n_0\in\mathbb{N}_+, 使得对所有的 n≥n0n≥n_0 都有 0≤cg(n)≤f(n)0≤cg(n)≤f(n) 的函数 f(n)f(n) 组成的集合。此时,称 g(n)g(n) 是 f(n)f(n) 的一个渐近下界。

# oo 记号

对于一个给定的函数 g(n)g(n), 以 o(g(n))o(g(n)) 表示对任意c∈R+c\in \mathbb{R}_+, 存在n0∈N+n_0\in\mathbb{N}_+, 使得对所有的n≥n0n≥n_0 都有 0≤f(n)<cg(n)0≤f(n)<cg(n) 的函数 f(n)f(n) 组成的集合。也即lim⁡n→∞f(n)g(n)=0\displaystyle \lim_{n→\infty}\frac{f(n)}{g(n)} = 0。此时,我们说oo 记号表示一个非渐近紧确的上界,并称f(n)f(n) 渐近小于g(n)g(n)。

# ω\omega 记号

对于一个给定的函数 g(n)g(n), 以 o(g(n))o(g(n)) 表示对任意c∈R+c\in \mathbb{R}_+, 存在n0∈N+n_0\in\mathbb{N}_+, 使得对所有的n≥n0n≥n_0 都有0≤cg(n)<f(n)0≤cg(n)<f(n) 的函数 f(n)f(n) 组成的集合。也即lim⁡n→∞f(n)g(n)=∞\displaystyle \lim_{n→\infty}\frac{f(n)}{g(n)} = \infty。我们说ωω 记号表示一个非渐近紧确的下界,并称f(n)f(n) 渐近大于g(n)g(n)。

# 渐进记号的性质

对渐近记号,我们不加证明地说明几个性质。ΘΘ, OO 和 ΩΩ 记号满足自反性。所有五个渐近记号都满足传递性。仅 Θ\Theta 记号满足对称性。此外,我们有 f(n)=O(g(n))⇔g(n)=Ω(f(n))f(n)=O(g(n)) \Leftrightarrow g(n) =Ω(f(n)) 及 f(n)=o(g(n))⇔g(n)=ωf(n)f(n) = o(g(n)) \Leftrightarrow g(n) = ωf(n), 我们称这个性质为转置传递性。