array.prototype.includes 与 set.prototype.has 的时间复杂度

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当涉及到 javascript 中的集合与数组时，我一直在阅读有关现代 javascript 引擎时间复杂度的相互矛盾的答案。

我完成了 codility 的演示任务，这是一个简单的作业，旨在找到以下问题的解决方案：给定一个包含 N 个整数的数组 A，返回 A 中未出现的最小正整数（大于 0）。

例如，给定 A = [1, 3, 6, 4, 1, 2]，该函数应返回 5。

我的第一个解决方案是：

const solution = arr => {
    for(let int = 1;;int++) {
        if (!arr.includes(int)) {
            return int;
        }
    }
}

现在，奇怪的是，codility 说这个解决方案的时间复杂度为 O(n**2) （他们更喜欢复杂度为 O(n) 的解决方案。据我所知， array.prototype.includes 是一个线性的搜索（https://tc39.es/ecma262/#sec-array.prototype.includes）意味着它应该具有 O(n) 时间复杂度。

如果我使用 Set 输入不同的解决方案，我会得到满分：

const solution = arr => {
  const set = new Set(arr);
  let i = 1;

  while (set.has(i)) {
    i++;
  }

  return i;
}

Codility 表示这显然具有 O(N) 或 O(N * log(N)) 的时间复杂度。

这是正确的吗？ array.prototype.includes 实际上是 O(n**2) 而不是 O(n) 吗？

最后，我有点困惑为什么 Set.has() 是首选，因为在我的控制台性能测试中，Array.includes() 始终优于首先创建 Set 然后在集合上查找它的解决方案，正如下面的代码片段所示。

const rand = (size) => [...Array(size)].map(() => Math.floor(Math.random() * size));

const small = rand(100);
const medium = rand(5000);
const large = rand(100000);

const solution1 = arr => {
  console.time('Array.includes');
  for(let int = 1;;int++) {
    if (!arr.includes(int)) {
      console.timeEnd('Array.includes');
      return int;
    }
  }
}

const solution2 = arr => {
  console.time('Set.has');
  const set = new Set(arr);
  let i = 1;
  while (set.has(i)) {
    i++;
  }
  console.timeEnd('Set.has');
  return i;
}

console.log('Testing small array:');
solution1(small);
solution2(small);
console.log('Testing medium array:');
solution1(medium);
solution2(medium);
console.log('Testing large array:');
solution1(large);
solution2(large);

如果集合查找具有更好的时间复杂度（如果这是真的）并且是 codility 的首选，那么为什么我的性能测试偏向于 array.prototype.includes 解决方案？

javascript arrays performance set time-complexity
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我知道这是一个老问题，但我仔细检查了数据。我也假设 

Set.has
会是 O(1) 或 O(log N)，但在我的第一次测试中，它似乎是 O(N)。这些函数的规范暗示了很多，但很难破译：https://tc39.es/ecma262/#sec-array.prototype.includes https://tc39.es/ecma262/#sec- set.prototype.has 不过，在其他地方，他们也说 
Set.has
必须是次线性的——我相信现代的实现是。

根据经验，当我在一些代码游乐场中运行它时，

Set.has
展示了线性性能......但在节点和chrome等真实环境中，它们并没有令人惊讶。我不确定游乐场在后端运行什么，但也许使用了 Set polyfill。所以要小心！

这是我的测试用例，经过修剪以消除随机性：

const makeArray = (size) => [...Array(size)].map(() => size);

const small =  makeArray(1000000);
const medium = makeArray(10000000);
const large =  makeArray(100000000);

const solution1 = arr => {
  console.time('Array.includes');
  arr.includes(arr.length - 1)
  console.timeEnd('Array.includes');
}

const solution2 = arr => {
  const set = new Set(arr)
  console.time('Set.has');
  set.has(arr.length-1)
  console.timeEnd('Set.has');
}


console.log('** Testing small array:');
solution1(small);
solution2(small);
console.log('** Testing medium array:');
solution1(medium);
solution2(medium);
console.log('** Testing large array:');
solution1(large);
solution2(large);

但在 Chrome 中：

** Testing small array:
VM183:10 Array.includes: 1.371826171875 ms
VM183:17 Set.has: 0.005859375 ms
VM183:25 ** Testing medium array:
VM183:10 Array.includes: 14.32568359375 ms
VM183:17 Set.has: 0.009765625 ms
VM183:28 ** Testing large array:
VM183:10 Array.includes: 115.695068359375 ms
VM183:17 Set.has: 0.0048828125 ms

在节点 16.5 中：

Testing small array:
Array.includes: 1.223ms
Set.has: 0.01ms
Testing medium array:
Array.includes: 11.41ms
Set.has: 0.054ms
Testing large array:
Array.includes: 127.297ms
Set.has: 0.047ms

所以，是的，数组绝对是线性的，而集合要快得多。

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这样的比较并不完全公平，因为在使用 Set 的函数中，需要先将 Array 转换为 Set，这需要一些时间。

如果忽略这一点，请查看下面的结果。我已更新 

solution2
函数以接收 
Set
并将 
while
循环更改为 
for
循环 - 为了直接比较。

您可能会注意到，对于小数组，Set 可能会更慢。这是微不足道的，因为时间复杂度只会真正影响大（显着）

n
。

另请注意，

Array.includes
确实是 O(n)，但因为它处于 
for
循环中，在最坏的情况下可能会达到 
n
，解决方案的时间复杂度为 O(n^2) .

const rand = (size) => [...Array(size)].map(() => Math.floor(Math.random() * size));

const small = rand(100);
const medium = rand(5000);
const large = rand(100000);

const solution1 = arr => {
  console.time('Array.includes');
  for (let int = 1;;int++) {
    if (!arr.includes(int)) {
      console.timeEnd('Array.includes');
      return int;
    }
  }
}

const solution2 = set => {
  console.time('Set.has');
  for (let i = 1;;i++) {
    if (!set.has(i)) {
      console.timeEnd('Set.has');
      return i
    }
  }
}

console.log('Testing small array:');
solution1(small);
solution2(new Set(small));
console.log('Testing medium array:');
solution1(medium);
solution2(new Set(medium));
console.log('Testing large array:');
solution1(large);
solution2(new Set(large));

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我做了 leetcode 问题 Contains Duplicates，你必须检查给定的数字数组中是否有重复项。 我提交了两个解决方案：

  1. 使用 HashSet 和 
    .has()
    方法

function containsDuplicate(nums) {
  let duplicates = new Set(); 

  for (let num of nums) {
    if (hashSet.has(num)) 
      return true;

    hashSet.add(num);
  }
  return false;
}

  1. 使用数组和 
    .includes()
    方法

function containsDuplicate(nums) {
  let duplicates = []; 

  for (let num of nums) {
    if (duplicates.includes(num)) 
      return true;

    hashSet.add(num);
  }
  return false;
}

我只能告诉你 LeetCode 不会接受数组的解决方案。我收到“超过时间限制”错误，并且只有 70/75 的测试用例通过。因此，在非常高的输入下，.includes() 将无法执行。

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