JavaScript数组的大O

JavaScript中的数组很容易通过添加和删除项来进行修改。它在某种程度上掩盖了一个事实，即大多数语言数组都是固定大小的，并且需要复杂的操作来调整大小。看起来，JavaScript使编写性能不佳的数组代码变得容易。这导致了一个问题：

对于数组性能，我可以从JavaScript实现中获得什么样的性能（就O时间复杂度而言）？

我假设所有合理的JavaScript实现最多都具有以下大O。

• 存取权-O（1）
• 追加-O（n）
• 前置-O（n）
• 插入-O（n）
• 删除-O（n）
• 交换-O（1）

JavaScript使您可以使用以下命令将数组预填充为特定大小 new Array(length)语法。（奖金问题：是以O（1）或O（n）的方式创建数组）这更像是常规数组，并且如果用作预大小数组，则可以允许添加O（1）。如果添加了循环缓冲区逻辑，则可以实现O（1）前置。如果使用动态扩展数组，则O（log n）将是这两种情况的平均情况。

我可以期望某些事情比我的假设有更好的性能吗？我不希望任何规范概述任何内容，但实际上，可能是所有主要实现都在幕后使用了优化的数组。是否在工作中动态扩展数组或其他一些提高性能的算法？

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我想知道这是因为我正在研究一些排序算法，当描述它们的整体大O时，大多数似乎都假定追加和删除是O（1）运算。

_{注意：虽然这个答案在2012年是正确的，但当今引擎对对象和数组使用的内部表示形式都非常不同。这个答案可能是正确的，也可能不是。}

与大多数在Java语言中使用数组实现数组的语言相反，数组是对象，值存储在哈希表中，就像常规对象值一样。因此：

• 存取权-O（1）
• 追加-摊销O（1）（有时需要调整哈希表的大小；通常仅需要插入）
• 通过前置-O（n）unshift，因为它需要重新分配所有索引
• 插入-如果值不存在，则摊销O（1）。如果要转移现有值（例如，使用splice），则为O（n ）。
• 删除-分摊O（1）以删除值O（n）（如果要通过分配索引）splice。
• 交换-O（1）

通常，设置或取消设置dict中的任何键都是摊销O（1），对于数组，无论索引是什么，也是如此。需要重新编号现有值的任何操作都是O（n），这仅仅是因为您必须更新所有受影响的值。

保证

没有为任何阵列操作指定时间复杂度的保证。数组如何执行取决于引擎选择的基础数据结构。引擎也可能具有不同的表示形式，并根据某些启发式方法在它们之间切换。初始数组大小可能会或可能不会是这种启发式方法。

现实

例如，V8使用（截至今天）哈希表和数组列表来表示数组。它还具有各种不同的对象表示形式，因此无法比较数组和对象。因此数组访问总是更好为O（n），并且可能甚至是一样快，一个C ++数组访问。追加为O（1），除非达到数据结构的大小且必须进行缩放（其间为O（n））。装腔作势更糟。如果您执行delete array[index]（不要！）之类的操作，删除操作会更糟，因为这可能会迫使引擎更改其表示形式。

忠告

将数组用于数字数据结构。这就是他们的目的。这就是引擎将对其进行优化的原因。避免使用稀疏数组（或者，如果必须这样做，则可能会导致性能下降）。避免使用混合数据类型的数组（因为这会使内部表示更加复杂）。

如果您确实要针对某个引擎（和版本）进行优化，请查看其源代码以获取绝对答案。