Jaka jest złożoność czasowa String#substring()metody w Javie?
Jaka jest złożoność czasowa String#substring()metody w Javie?
Odpowiedzi:
Nowa odpowiedź
Począwszy od aktualizacji 6 w okresie życia Java 7, zachowanie substringzmieniło się, aby utworzyć kopię - więc każdy Stringodnosi się do obiektu, char[]który nie jest współdzielony z żadnym innym obiektem, o ile wiem. Więc w tym momencie substring()stało się operacją O (n), gdzie n jest liczbami w podłańcuchu.
Stara odpowiedź: wersja przed Java 7
Nieudokumentowane - ale w praktyce O (1), jeśli zakładasz, że nie jest wymagane zbieranie śmieci itp.
Po prostu buduje nowy Stringobiekt odnoszący się do tego samego obiektu bazowego, char[]ale z różnymi wartościami przesunięcia i licznika. Zatem koszt to czas potrzebny na przeprowadzenie walidacji i skonstruowanie pojedynczego nowego (dość małego) obiektu. To jest O (1), o ile rozsądnie jest mówić o złożoności operacji, które mogą się zmieniać w czasie w zależności od czyszczenia pamięci, pamięci podręcznej procesora itp. W szczególności nie zależy to bezpośrednio od długości oryginalnego ciągu lub podłańcucha .
Było to O (1) w starszych wersjach Javy - jak stwierdził Jon, po prostu utworzył nowy ciąg z tym samym podstawowym char [] i innym przesunięciem i długością.
Jednak faktycznie zmieniło się to, począwszy od aktualizacji 6 Java 7.
Współdzielenie znaków [] zostało wyeliminowane, a pola przesunięcia i długości zostały usunięte. substring () teraz po prostu kopiuje wszystkie znaki do nowego ciągu.
Ergo, podciąg jest O (n) w Java 7 Update 6
char[]...
Teraz jest to złożoność liniowa. Dzieje się tak po naprawieniu problemu z wyciekiem pamięci dla podciągu.
Więc z Java 1.7.0_06 pamiętaj, że String.substring ma teraz liniową złożoność zamiast stałej.
Dodawanie dowodu do odpowiedzi Jona. Miałem takie same wątpliwości i chciałem sprawdzić, czy długość łańcucha ma wpływ na funkcję podciągu. Napisano następujący kod, aby sprawdzić, od którego podciągu parametrów faktycznie zależy.
import org.apache.commons.lang.RandomStringUtils;
public class Dummy {
private static final String pool[] = new String[3];
private static int substringLength;
public static void main(String args[]) {
pool[0] = RandomStringUtils.random(2000);
pool[1] = RandomStringUtils.random(10000);
pool[2] = RandomStringUtils.random(100000);
test(10);
test(100);
test(1000);
}
public static void test(int val) {
substringLength = val;
StatsCopy statsCopy[] = new StatsCopy[3];
for (int j = 0; j < 3; j++) {
statsCopy[j] = new StatsCopy();
}
long latency[] = new long[3];
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
latency[j] = latency(pool[j]);
statsCopy[j].send(latency[j]);
}
}
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(
" Avg: "
+ (int) statsCopy[i].getAvg()
+ "\t String length: "
+ pool[i].length()
+ "\tSubstring Length: "
+ substringLength);
}
System.out.println();
}
private static long latency(String a) {
long startTime = System.nanoTime();
a.substring(0, substringLength);
long endtime = System.nanoTime();
return endtime - startTime;
}
private static class StatsCopy {
private long count = 0;
private long min = Integer.MAX_VALUE;
private long max = 0;
private double avg = 0;
public void send(long latency) {
computeStats(latency);
count++;
}
private void computeStats(long latency) {
if (min > latency) min = latency;
if (max < latency) max = latency;
avg = ((float) count / (count + 1)) * avg + (float) latency / (count + 1);
}
public double getAvg() {
return avg;
}
public long getMin() {
return min;
}
public long getMax() {
return max;
}
public long getCount() {
return count;
}
}
}
Wynik wykonania w Javie 8 to:
Avg: 128 String length: 2000 Substring Length: 10
Avg: 127 String length: 10000 Substring Length: 10
Avg: 124 String length: 100000 Substring Length: 10
Avg: 172 String length: 2000 Substring Length: 100
Avg: 175 String length: 10000 Substring Length: 100
Avg: 177 String length: 100000 Substring Length: 100
Avg: 1199 String length: 2000 Substring Length: 1000
Avg: 1186 String length: 10000 Substring Length: 1000
Avg: 1339 String length: 100000 Substring Length: 1000
Funkcja sprawdzająca podciąg zależy od długości żądanego podciągu, a nie od długości ciągu.
Oceń sam na podstawie podążania za nimi, ale wady wydajności Javy leżą gdzie indziej, a nie w podłańcuchu łańcucha. Kod:
public static void main(String[] args) throws IOException {
String longStr = "asjf97zcv.1jm2497z20`1829182oqiwure92874nvcxz,nvz.,xo" +
"aihf[oiefjkas';./.,z][p\\°°°°°°°°?!(*#&(@*&#!)^(*&(*&)(*&" +
"fasdznmcxzvvcxz,vc,mvczvcz,mvcz,mcvcxvc,mvcxcvcxvcxvcxvcx";
int[] indices = new int[32 * 1024];
int[] lengths = new int[indices.length];
Random r = new Random();
final int minLength = 6;
for (int i = 0; i < indices.length; ++i)
{
indices[i] = r.nextInt(longStr.length() - minLength);
lengths[i] = minLength + r.nextInt(longStr.length() - indices[i] - minLength);
}
long start = System.nanoTime();
int avoidOptimization = 0;
for (int i = 0; i < indices.length; ++i)
//avoidOptimization += lengths[i]; //tested - this was cheap
avoidOptimization += longStr.substring(indices[i],
indices[i] + lengths[i]).length();
long end = System.nanoTime();
System.out.println("substring " + indices.length + " times");
System.out.println("Sum of lengths of splits = " + avoidOptimization);
System.out.println("Elapsed " + (end - start) / 1.0e6 + " ms");
}
Wynik:
podciąg 32768 razy Suma długości pęknięć = 1494414 Odpowiedź 2.446679 ms
To zależy, czy jest to O (1), czy nie. Jeśli po prostu odwołujesz się do tego samego ciągu w pamięci, wyobraź sobie bardzo długi ciąg, tworzysz podłańcuch i przestajesz odwoływać się do długiego. Czy nie byłoby miło uwolnić pamięć na długi czas?
Przed Java 1.7.0_06: O (1).
Po Javie 1.7.0_06: O (n). Zostało to zmienione z powodu wycieku pamięci. Po usunięciu pól offseti countze String implementacja podciągu stała się O (n).
Więcej informacji można znaleźć na stronie: http://java-performance.info/changes-to-string-java-1-7-0_06/