Java8中分组的复杂性

Question

我想了解下面给定语句的时间复杂度。（在 Java8 中）

list.stream().collect(groupingBy(...)); 

有什么想法吗？

Answer 1

这个问题没有通用答案，因为时间复杂度取决于所有操作。由于必须完全处理流，因此基本时间复杂度为O(n)，必须乘以每个元素完成的所有操作的成本。这是假设迭代成本本身不比O(n)差，这是大多数流源的情况。

所以，假设没有影响时间复杂度的中间操作，groupingBy 必须评估每个元素的函数，这应该独立于其他元素，因此不会影响时间复杂度（不管它有多昂贵，正如O(…) 时间复杂度只告诉我们，时间如何缩放大量流元素）。然后，它将元素插入到地图中，这可能取决于已包含元素的数量。如果没有自定义的Map 供应商，则地图的类型是未指定的，因此，此处无法声明。

在实践中，可以合理地假设结果将是某种散列映射，默认情况下具有净 O(1) 查找复杂度。所以我们的分组净时间复杂度为O(n)。然后，我们有 下游 收集器。

默认的下游收集器是toList()，它会产生一个未指定的List类型，所以再一次，我们不能说向它添加元素的成本。

当前的实现产生了一个ArrayList，当超过容量时它必须执行复制操作，但是由于容量每次都会增加一个因子，因此仍然存在净复杂度O(n) 用于添加 n 元素。可以合理地假设，未来对 toList() 实施的更改不会使成本比我们今天的成本更糟。所以默认groupingBy集合的时间复杂度很可能是O(n)。

如果我们将自定义Map 收集器与自定义下游收集器一起使用，则复杂性取决于平均组数与每组元素数之比。最坏的情况是地图查找和下游收集器的元素处理（乘以元素数量）中的最坏情况，因为我们可以有一个包含所有项目的组，或者每个项目都在自己的组中。

但通常，您能够预测特定分组操作的偏差，因此您希望计算该特定操作的时间复杂度，而不是依赖于一般情况下关于所有分组操作的陈述。