Каким образом определяется индекс элемента при обращении к элементу в ArrayList, и какая при этом возникает временная сложность?

В ArrayList элементы хранятся в массиве, поэтому индекс элемента соответствует его позиции в этом массиве. При обращении к элементу по индексу ArrayList просто вычисляет адрес в массиве и возвращает значение.

Временная сложность доступа по индексу — O(1) (константная), так как доступ к элементу массива происходит напрямую без перебора.

Пример:

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("A");
list.add("B");
String element = list.get(1); // Получаем "B" за O(1)