【问题标题】:What is the runtime of operations on Java's Arraylist? [closed]Java Arraylist 上的操作运行时间是多少? [关闭]
【发布时间】:2013-03-20 17:13:26
【问题描述】:

似乎一些非常常用的类没有官方基准,例如ArrayList

我找不到有关插入或删除的运行时文档。与类似于 ArrayList 的 Python 的 List 相比,它有一个很好的运行时复杂性(参见上面的链接)。

This post,给出了一些关于从 ArrayList 中删除和复制元素的详细基准,但它仍然没有给出确切的复杂性分析。我正在处理一个需要极长数据(约 500,000 个数据点)的项目,所以我不能坐视不管,从 ArrayList 中删除或插入数据就像魔术一样在恒定时间内运行。 我在哪里可以找到这些信息?

【问题讨论】:

  • 你为什么不从阅读 List 实现如何在 java 中工作开始。然后使用您的用例运行您自己的基准测试。
  • 看实现是最好的解决方案恕我直言
  • 直接来自 javadoc:size、isEmpty、get、set、iterator 和 listIterator 操作在恒定时间内运行。添加操作在摊销常数时间内运行,即添加 n 个元素需要 O(n) 时间。所有其他操作都以线性时间运行(粗略地说)。与 LinkedList 实现相比,常数因子较低。

标签: java arraylist runtime complexity-theory


【解决方案1】:

有关 Java 复杂性的一些快速参考:

但实际上,没有什么比寻找源代码更好的了,可以找到 here


关于添加到 ArrayList 的特定问题,例如,我们可以看到:

public boolean add(E e) {
           ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
           elementData[size++] = e;
           return true;
       }

这个操作的复杂度显然取决于ensureCapacityInternal

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
               modCount++;
               // overflow-conscious code
               if (minCapacity - elementData.length > 0)
                   grow(minCapacity);
           }

这取决于成长

private void grow(int minCapacity) {
           // overflow-conscious code
           int oldCapacity = elementData.length;
           int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
           if (newCapacity - minCapacity < 0)
               newCapacity = minCapacity;
           if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
               newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
           // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
           elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
       }

所以我们可以看到增长操作是有条件地发生的,并且在许多情况下,添加操作将是一个 O(1) 操作。但是你也可以从中看到when数组会增长的细节。

【讨论】:

  • 这不是很有帮助 - 它没有涵盖集合复杂性的复杂性。例如,LinkedList 永远不必扩展为,所以add 总是需要相同的常数时间,而对于ArrayList,有时需要System.arraycopy 调用。
  • 是的,就像我说的,了解集合实现的工作原理是件好事。不过,我觉得这样的参考还是有帮助的,因为它有点类似于 OP 为 Python 列表提供的示例列表。
  • 为了便于理解不同 ArrayList 操作实际发生的情况,我提供了指向 ArrayList 源代码的链接。
  • 那是哪个来源?我记得一个不同的 ArrayList 实现,特别是在成长中,我记得一个 System.arraycopy。
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