数据结构和算法二(数组)

一、数组

1.概念

• 数组是一种线性表数据结构，它用一种连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。
• 线性表：数组、链表、队列、栈等
• 非线性表：二叉树、堆、图等

2.连续的内存空间和相同类型的数据

• 优点：具有随机范文的特性，根据下标随机访问的时间复杂度为O(1)
• 缺点：低效的插入和删除
  • 插入：最好O(1)，最坏O(n),平均O(n)
  • 插入：数组若无序，插入新的元素时，可以将第Ｋ个位置元素移动到数组末尾，把新的元素插入到第Ｋ个位置，此时复杂度为O(1)
  • 删除：最好(1)，最坏O(n)，平均O(n)
  • 将多次删除操作中集中在一起执行，可以先记录已经删除的数据，但是不进行数据迁移，而仅仅是记录，当发现没有更多空间存储时，再执行真正的删除操作。这也是 JVM 标记除垃圾回收算法的核心思

3.使用数组还是容器

• 数组必须先指定空间的大小，而容器例如ArrayList可以动态的扩容(扩容时比较耗内存，因为涉及到内存申请及数据的搬移)
• 如果要存储基本的数据类型，可以用数组；容器无法存储基本类型，只能存储基本类型的包装类型，这样在装箱拆箱时会损耗性能
• 事先知道数据大小，并且操作简单，可以用数组
• 直观表示多维，可以用数组，例如Object[][],用容器时只能是ArrayList;
• 业务开发一般使用容器，开发框架，追求性能时，优先考虑数组。

4.为什么数组从0开始编号

由于数组是通过寻址公式计算该元素存储的内存地址的

a[i]_address = base_arress+i*data_type_size

如果数组是从1开始计数，那么公式就会变为

a[i]_address = base_arress+(i-1)*data_type_size

对于CPU来说，多了一次减法的指令。当然，还有历史原因，这个自己搜索去。