对象 ArrayList 中 contains(Object o) 的时间复杂度答案

【问题标题】：Time complexity of contains(Object o), in an ArrayList of Objects对象 ArrayList 中 contains(Object o) 的时间复杂度
【发布时间】：2011-04-24 16:27:02
【问题描述】：

正如标题所说，我想知道ArrayList 的contains() 方法的时间复杂度是多少。

【问题讨论】：

标签： java arraylist time-complexity

【解决方案1】：

O(n)

size、isEmpty、get、set、iterator 和 listIterator 操作在恒定时间内运行。 add 操作在摊销常数时间中运行，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。

http://download.oracle.com/javase/6/docs/api/java/util/ArrayList.html

【讨论】：

【解决方案2】：

ArrayList 是 O(n)

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您查看ArrayList 的源代码并检查其contains 方法，它如下所示：

public boolean contains(Object o) {
    return indexOf(o) >= 0;
}

contains 将检查委托给indexOf 方法。所以，如果我们检查indexOf 的实现，它如下：

public int indexOf(Object o) {
    if (o == null) {
        for (int i = 0; i < size; i++)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
    } else {
        for (int i = 0; i < size; i++)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
    }
    return -1;
}

从代码中可以看出，为了找到给定元素的索引，在最坏的情况下，必须遍历整个数组。随着数组大小的增加，元素的搜索时间也会增加。因此contains方法的时间复杂度为O(n)，其中n是列表中元素的个数。

【讨论】：

【解决方案4】：

它的O(n)。 contains(Object o) 是在 indexOf() 上实现的，它采用 O(n)。所以contains(Object o) 的复杂性是防御性的O(n)

如果您需要，这里还有一些其他的：

add() - O(1)
add(index, element) – O(n)
get() – O(1)
set() – O(1)
remove() –  (n)
indexOf()` – O(n)

【讨论】：

感谢您的回答，两个小cmets：1）我不确定您是否需要指定“防御性”，这已经通过使用O 表示法暗示； 2) 从技术上讲，add 并不是真正的O(1)，在最坏的情况下它是线性的，但它以摊销恒定时间运行（参见@davin 的答案）。