面试题：JavaScript 稀疏数组在复杂数据结构中的应用及性能分析

Question

假设你正在开发一个图形渲染引擎，需要存储大量的图形顶点数据，其中部分顶点数据可能为空（形成稀疏数组）。请设计一个基于 JavaScript 稀疏数组的数据结构来管理这些顶点数据，并分析该数据结构在插入、删除和查询操作时的性能特点。

Answer 1

数据结构设计

在JavaScript中，可以利用对象来模拟稀疏数组管理图形顶点数据。对象的属性可以作为索引，值则为对应的顶点数据。

function SparseArray() {
    this.data = {};
}

SparseArray.prototype.insert = function(index, value) {
    this.data[index] = value;
};

SparseArray.prototype.delete = function(index) {
    if (this.data.hasOwnProperty(index)) {
        delete this.data[index];
        return true;
    }
    return false;
};

SparseArray.prototype.query = function(index) {
    return this.data.hasOwnProperty(index)? this.data[index] : null;
};

性能分析

1. 插入操作：
   • 时间复杂度：在JavaScript对象中设置属性的操作平均时间复杂度为O(1)。这是因为JavaScript对象内部使用哈希表来存储键值对，通过哈希算法能够快速定位到存储位置进行插入。
2. 删除操作：
   • 时间复杂度：删除操作（使用delete关键字）平均时间复杂度也是O(1)。同样，由于对象基于哈希表，能够快速定位到要删除的键值对并进行删除。不过，在实际应用中，delete操作可能会导致哈希表的重组，在极端情况下可能会有性能损耗，但平均情况下仍然接近O(1)。
3. 查询操作：
   • 时间复杂度：查询操作通过hasOwnProperty方法判断对象是否有某个属性，平均时间复杂度为O(1)。它也是基于哈希表的快速查找机制来判断属性是否存在并返回对应值。