大O符号是由德国数论学家保罗·巴赫曼(Paul Bachmann)在其1892年的著作《解析数论》(Analytische Zahlentheorie)首先引入的。而这个记号则是在另一位德国数论学家艾德蒙·朗道(Edmund
Landau)的著作中才推广的,因此它有时又称为朗道符号(Landau symbol)。代表“order of ...”(……阶)的大O,最初是一个大写的
希腊字母'Ο'(Omicron),现今用的是英文
大写字母'O',但从来不是
阿拉伯数字'0'。
这个符号有两种形式上很接近但迥然不同的使用方法:
无穷大渐近与无穷小渐近。然而这个区别只是在运用中的而不是原则上的——除了对函数
自变量的一些不同的限定,“大O”的形式定义在两种情况下都是相同的。
大O符号在分析
算法效率的时候非常有用。举个例子,解决一个规模为 n 的问题所花费的时间(或者所需步骤的数目)可以被求得:T(n) = 4n^2 - 2n + 2。
当 n 增大时,n^2; 项将开始占主导地位,而其他各项可以被忽略——
举例说明:当 n = 500,4n^2; 项是 2n 项的1000倍大,因此在大多数场合下,省略后者对
表达式的值的影响将是可以忽略不计的。
进一步看,如果我们与任一其他级的表达式比较,n^2; 项的系数也是无关紧要的。例如一个包含 n^3; 或 n^2项的表达式,即使 T(n) = 1,000,000n^2;,假定 U(n) = n^3;,一旦 n 增长到大于1,000,000,后者就会一直超越前者(T(1,000,000) = 1,000,000^3; = U(1,000,000))。
这表示,如果 x 足够接近于0,那么误差(e^x− (1 + x + x^2 / 2)的差)的
绝对值小于 x^3的某一常数倍。
下面是在分析算法的时候常见的函数分类列表。所有这些函数都处于 n 趋近于
无穷大的情况下,增长得慢的函数列在上面。 c 是一个任意常数。