Complexidade e Algoritmos de Ordenação
Gabarito: letra D (corretas I, II e IV). A assertiva I está correta pois define a notação Big-O como limite superior assintótico. A assertiva II está correta: o Merge Sort possui complexidade Θ(n log n) nos três casos. A assertiva IV está correta: O(n²) implica O(n³) por ser uma cota superior relaxada. A assertiva III é falsa: o Quick Sort aleatório não elimina o pior caso Θ(n²), apenas reduz sua probabilidade — a afirmação de "eliminação completa" é uma generalização indevida.
Assertiva | Definição/Descrição | Complexidade (Big-O/Θ) | Correção |
|---|
I | Big-O como limite superior assintótico: f(n) = O(g(n)) se ∃ c>0, n₀≥1 com 0 ≤ f(n) ≤ c·g(n) para n ≥ n₀ | — | ✅ Correta |
II | Merge Sort: desempenho independente da distribuição de entrada | Θ(n log n) no pior, melhor e caso médio | ✅ Correta |
III | Quick Sort com pivô aleatório: elimina completamente o pior caso quadrático | Θ(n²) no pior caso (não eliminado) | ❌ Incorreta |
IV | Se O(n²), então também O(n³) (cota superior relaxada) | O(n²) ⇒ O(n³) | ✅ Correta |
Assertiva I — ✅ Correta
A definição padrão de Big-O é exatamente a apresentada: f(n) = O(g(n)) se existem constantes c > 0 e n₀ ≥ 1 tais que 0 ≤ f(n) ≤ c·g(n) para todo n ≥ n₀. Portanto, a afirmativa está correta.
Assertiva II — ✅ Correta
O Merge Sort divide a lista em metades recursivamente (log n níveis) e realiza a intercalação em tempo linear O(n) em cada nível, resultando em Θ(n log n) para qualquer distribuição de entrada. Assim, o desempenho é o mesmo no pior, melhor e caso médio.
Assertiva III — ❌ Incorreta
Embora o Quick Sort com pivô aleatório tenha tempo esperado O(n log n), o pior caso continua sendo Θ(n²) (por exemplo, quando a aleatoriedade produz sempre partições desbalanceadas). A aleatorização torna o pior caso extremamente improvável, mas não o elimina. Portanto, a afirmação é falsa.
Assertiva IV — ✅ Correta
Se f(n) = O(n²), então para n grande, f(n) ≤ c·n². Como n² ≤ n³ para n ≥ 1, temos f(n) ≤ c·n³, logo f(n) = O(n³). A notação O é uma cota superior que pode ser relaxada. A assertiva está correta.
Conclusão: Corretas apenas I, II e IV → alternativa D.