Что обеспечивает быстрый доступ к элементу массива по его позиции, и почему такая операция считается выполняющейся за постоянное время?

Быстрый доступ к элементу массива по его позиции обеспечивается тем, что массив реализован как непрерывный блок памяти, где элементы располагаются последовательно.

Это значит, что для доступа к элементу с индексом i достаточно вычислить адрес:

адрес_начала_массива + i * размер_элемента

После вычисления адреса можно сразу обратиться к элементу без необходимости проходить все предыдущие элементы.

Поэтому операция доступа по индексу выполняется за постоянное время — O(1), независимо от размера массива.

Пример: в Java или Kotlin массивы устроены именно так, что array[i] — это прямой доступ к памяти, а не перебор элементов.