为什么在数组中获取值的成本为O（1）

Question

我理解为什么使用有序索引从数组中获取值是O（1）。但是假设你是按价值获取的？如果值是array.count == 100中的最后一个，则必须遍历整个集合。那不是O（n）吗？

Answer 1

简单回答

通过索引在数组中定位值是O（1）。

在未排序的数组中搜索值为O（n）。

的 Big O notation

Array是计算机编程中的抽象数据结构。在讨论抽象数据结构的Big O表示法时，我们要问的是：当给定任意数量的元素时，算法应用于抽象数据结构需要多长时间。换句话说：算法作为抽象结构中数据的函数有多快。

快速上下文

这不是Machine Code。斯威夫特是high-level programming language。含义Swift代码本身就是它运行的计算机内部细节的抽象。因此，当我们在Swift中讨论数组的Big O表示法时，我们并没有真正讨论它是如何存储在内存中的，因为我们假设它存储在内存中的方式是Array data structure的合理表示。我认为理解这一点很重要，这就是为什么Ruby中的数组比C中的数组慢，因为一种语言是运行它的计算机的更大抽象。我们现在可以继续前进，因为知道在Swift数组的上下文中关于Big O的讨论确实受到它在计算机中的底层实现的影响，但是当使用Big O时我们仍然指的是实例化数组的完美版本。

在未排序的数组中搜索值为O（n）

<强> | 2 | 6 | 10 | 0 |

以上文字是包含4个元素的数组的直观表示 如果我每次看一个元素时说，那就是一个复杂度为1的单一动作 然后我说，我希望你只从左到右看一次元素。复杂性有多大？
好的

STOP。

<强> | 2 | 6 | 10 | 0 |

Swift中的

是：

let array: Array<Int> = [2, 6, 10, 0]

  

我希望你只从左到右看一次元素。

我是一名编写Swift的计算机程序员，而你就是计算机。

for element in array {
    print(element)
}

让我们更通用。让我们说我们不知道我们的数组里面有什么，我们把它命名为...... book怎么样。我现在问：我希望你只从左到右看一次元素。复杂性有多大？
嗯，这是书中元素的数量！好。
OK Computer。从左到右查看书中的每个页面，直到页面上有感叹号。如果你找到它，给我看它所在的页面，如果你没找到它，告诉我你没找到它。复杂性有多大？ 既然你或我都不知道哪个页面（如果有的话）包含感叹号，那么最后一页完全有可能是唯一包含感叹号的页面。也可能没有页面包含感叹号。

我们图书中的页数是。

在最糟糕的情况下，无论我们是否找到感叹号，我们都必须在书中的每一页上至少查看一次，直到我们找到该页面为止

<强> O（n）的

在示例中将所有内容整合在一起

struct Page {
    let content: String
    func contains(_ character: Character) -> Bool {
        return content.contains(character)
    }
    init(_ content: String) {
        self.content = content
    }
}

typealias Book = Array<Page>

let emotionalBook: Book = [Page("this"),
                           Page("is"),
                           Page("a"),
                           Page("simple"),
                           Page("book!")]

let unemotionalBook: Book = [Page("this"),
                             Page("book"),
                             Page("lacks"),
                             Page("emotion.")]

enum EmotionalBook: Error {
    case lacking
}

func findExclamationPoint(within book: Book) throws -> Page {
    //Look at every single page once.
    for page in book {
        if page.contains("!") {
            return page
        }
    }
    //Didn't find a page with ! inside it
    throw EmotionalBook.lacking
}

do {
    //Discovers the last page!
    let emotionalPage = try findExclamationPoint(within: emotionalBook)
    print(emotionalPage.content)
} catch {
    print("This book is \(error) in emotion!")
}

do {
    //Doesn't discover a page, but still checks all of them!
    let emotionalPage = try findExclamationPoint(within: unemotionalBook)
    print(emotionalPage.content)
} catch {
    print("This book is \(error) in emotion!")
}

我希望这有帮助！

Answer 2

这是我在stackoverflow自我

上找到的最佳答案

array从特定的memory地址start开始。元素占用一定量的字节element_size。 array元素位于memory地址的start中。因此，您可以使用i计算元素start + i * element_size的内存地址。此计算与数组大小无关，因此O(1)。 原来的答案在这里 click me