Java StringBuilder.substring() 方法的时间复杂度是多少？如果是线性的，是否有恒定时间复杂度的方法来获取子字符串？答案

【问题标题】：What is the time complexity of Java StringBuilder.substring() method? If it is linear, is there a constant time complexity method to get a substring?Java StringBuilder.substring() 方法的时间复杂度是多少？如果是线性的，是否有恒定时间复杂度的方法来获取子字符串？
【发布时间】：2014-10-20 06:22:04
【问题描述】：

在我看来，它应该是常数(O(1)) 时间复杂度。但是有人告诉我，在调用 stringBuilder.substring() 方法时必须实例化一个新的 String 对象。（这不是静态方法）。如果这是真的，我怎样才能在恒定的时间复杂度内得到一个子字符串？

【问题讨论】：

标签： java string substring time-complexity stringbuilder

【解决方案1】：

您不可能在恒定时间内从StringBuilder 创建String 并保持其不变性。此外，从 Java 7 Update 25 开始，即使 String#substring() 也是线性时间，因为结构共享实际上造成的麻烦比它避免的要多：巨大字符串的子字符串保留了对巨大 char 数组的引用。

【讨论】：

【解决方案2】：

在我看来，时间复杂度应该是常数(O(1))。

这是不可能的。由于 Java 字符串是不可变的，而 StringBuilders 是可变的，所有产生 String 的操作都必须进行复制。

如果这是真的，我怎样才能在恒定的时间复杂度内得到一个子字符串？

你不能。如果没有副本，更改子字符串中的字符会改变 String，这是不允许的。

【讨论】：

原则上，为什么不能让StringBuilder.substring() 返回String 的子类，而不是由char[] 支持，而是由父String 支持和一个偏移量告诉它从哪里开始/结束？无需复制。
@AdrianPetrescu 因为没有父 String。有一个父 StringBuilder，它是可变的。
另外，出于重要的安全原因，String 是 final。当您收到来自调用者的String 时，您希望确定其不变性是有保证的属性。

【解决方案3】：

StringBuilder 的子字符串实际上将字符从开始索引复制到结束索引，因此它尝试将子字符串长度（即结束索引-开始索引）的字符的数组副本。这将是此操作 O(substringlength) 的时间复杂度，因为循环从开始索引运行到结束索引，这是无法避免的。有了这个子字符串 char[]，字符串对象将被实例化。

【讨论】：