Question

考虑一个Arraylist。在内部它不是满的，到目前为止插入的元素数量是已知的。元素未排序。无论ArrayList中包含的元素数量如何，选择下面列出的快速操作。（换句话说，只需要执行几条指令）。

插入

在给定索引处插入

从指定索引获取数据

查找整数数组中的最大值（不一定排序）

在给定索引处删除

替换指定索引处的元素

搜索特定元素

我在指定的索引处选择了Insertion，从指定的索引获取数据，并替换了一个元素，但是回答键是Insertion。正如我通常所理解的那样，在ArrayList中，插入操作要求所有元素向左移动。如果我们在列表的开头做到这一点，我们将有$ O（n）$时间复杂度。但是，如果我们在最后完成它，它将是$ O（1）$。

我的问题归结为：（1）在指定索引处的插入和插入之间存在什么差异（2）如果考虑到这个特定的时间复杂度，为什么它被考虑＆＃34;快速＆＃34;

Answer 1

对于第一个问题，答案是：

在指定的索引i插入O(n)，因为i后的所有元素都必须向右移动一个位置。
另一方面，Java（ArrayList.add()）中实现的简单插入只会占用O(1)，因为该元素会附加到数组的末尾，因此不需要移位

对于第二个问题，很明显为什么简单的插入很快：不需要额外的操作，所以时间是恒定的。

Answer 2

（1）在指定的索引和
处插入和插入之间存在什么差异（如果有的话）

ArrayList连续存储它的元素。添加到ArrayList的末尾不需要以任何方式更改ArrayList，除了将新元素添加到其自身的末尾。因此，该操作是O（1），当想要在数据结构中重复执行动作时采用有利的恒定时间。

但是，向索引添加元素需要ArrayList以某种方式为元素腾出空间。怎么做的？插入元素后面的每个元素都必须移动一步，以便为新插入腾出空间。您的索引是第一个元素和第n个元素之间的任何内容（包含）。因此，该操作最多为O（1），最坏的是O（n），其中n是阵列的大小。对于大型列表，O（n）比O（1）花费的时间要长得多。

（2）考虑到这种特定的插入时间复杂性，为什么它被认为是“快”

它被认为是快速的，因为它是O（1），或恒定时间。如果时间复杂度实际上只是一个操作，它尽可能快，其他小常量也被认为是快速的，并且通常由O（1）同样表示，其中“1”并不意味着严格单一操作但是，操作量不依赖于其他东西的大小，在您的示例中，它将是ArrayList的大小。然而，恒定的时间复杂度也可能涉及大的常数，但通常被认为是尽可能最快的时间复杂度。为了将其置于上下文中，O（1）操作在具有1000个元素的ArrayList中执行大约1 * k个操作，而O（n）操作需要大约1000 * k个操作，其中k是一些常量。

Big-O表示法用作度量标准，用于衡量操作或整个程序在运行时将执行的操作数。

有关大O符号的更多信息： What is a plain English explanation of "Big O" notation?

Answer 3

首先看看java.util.ArrayList

中定义的这两种方法

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

public void add(int index, E element) {
    rangeCheckForAdd(index);

    ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                     size - index);
    elementData[index] = element;
    size++;
}

现在，如果你看到第一个方法（只是添加元素），它只是确保是否有足够的容量，将元素追加到列表的最后一个。
因此，如果有足够的容量，那么此操作将需要O(1)时间复杂度，否则需要移位所有元素，最终时间复杂度增加到O(n)。
在第二种方法中，当你指定索引时，该索引之后的所有元素都会被移位，这肯定会花费更多的时间。

Answer 4

ArrayList内部只是一个数组本身，它使用Array.copyOf创建一个增加大小的新数组，但是原始内容完好无损。所以关于插入，无论你做一个简单的添加（将在数组的末尾添加数据）还是在第一个（第0个）索引上，它仍然会比大多数数据结构更快，同时要记住简单性数据结构。

唯一的区别是简单的add不需要遍历，但是在索引处添加需要将元素向左移动，类似于删除。这使用System.arrayCopy将一个数组复制到另一个数组，并改变了索引和数据。

所以，是的简单插入比索引插入更快。

ArrayList：在指定元素处插入与插入

4 个答案: