在 Java 中将一个数组列表复制到另一个数组的时间复杂度是多少？答案

【问题标题】：What is the time complexity to copy one arraylist to another in Java?在 Java 中将一个数组列表复制到另一个数组的时间复杂度是多少？
【发布时间】：2018-11-23 20:09:49
【问题描述】：

ArrayList<Integer>arr1=new ArrayList<Integer>();
 arr1.add(1);
 arr1.add(2);
 arr1.add(3);
ArrayList<Integer>copyArray=new ArrayList<Integer>(arr1);

上面的代码是否将一个 arrayList 复制到另一个 arrayList 工作在 O(1) 或深入它是 O(n) ，似乎将一个数组的每个元素复制到另一个它会一个一个地迭代，这会导致在 O(n) 中，还是只是对对象池的引用？

【问题讨论】：

'Deep down' System.arraycopy(...) 被使用，导致 O(n)。

标签： java arraylist

【解决方案1】：

查看源码，ArrayList(Collection<? extends E> c)构造函数内部调用c.to Array()

toArray() 的 Java 文档 https://docs.oracle.com/javase/9/docs/api/java/util/ArrayList.html#toArray--

表示它对源数组进行了深层复制并返回安全复制的数组。因此，客户端对重新调整的数组所做的任何更改都不会影响 ArrayList 的内部数据结构。所以在最坏的情况下它的 O(n)。

【讨论】：

【解决方案2】：

寻找源头：

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    size = elementData.length;
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
}

ArrayList(Collection) 构造函数调用toArray()，后者调用Arrays.copyOf：

public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
        ? (T[]) new Object[newLength]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                     Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

这里重要的部分是System.arraycopy，这是一个本地调用。 Another question on SO 解决了这个调用的时间复杂度，结论似乎是这个调用在最坏的情况下是 O(n)，但是某些系统可能对某些数据类型使用块副本（如我想象的原语），从而导致运行时比 for 循环迭代更高效。

【讨论】：

【解决方案3】：

在内部它使用 Arrays.copyOf 进一步使用复杂度为 O(n) 的 System.arraycopy。查看以下来源：

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    if ((size = elementData.length) != 0) {
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
        if (elementData.getClass() != Object[].class)
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
    } else {
        // replace with empty array.
        this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
    }
}

【讨论】：