數(shù)組

0x00 數(shù)組

數(shù)組時(shí)一種線性表結(jié)構(gòu)订歪,用一組連續(xù)的內(nèi)存空間务热,來存儲一組具有相同類型的數(shù)據(jù)

1、線性表

顧名思義就是數(shù)據(jù)排列成一條線一樣的結(jié)構(gòu)舵变,每個(gè)數(shù)據(jù)最多只有前和后兩個(gè)方向记焊,線性表的結(jié)構(gòu)是邏輯結(jié)構(gòu)逸月,在實(shí)際物理存儲中分為順序表和鏈表

a、順序表亚亲,例如數(shù)組彻采,在內(nèi)存中為連續(xù)空間

b、鏈表捌归,在內(nèi)存中不一定連續(xù)肛响,用指針連接,也構(gòu)成線性結(jié)構(gòu)

線性表還有隊(duì)列惜索、棧等特笋,用順序表和鏈表都可以實(shí)現(xiàn)

與之對應(yīng)的就是非線形表,比如二叉樹巾兆、堆猎物、圖等,數(shù)據(jù)之間不是簡單的前后關(guān)系

2角塑、連續(xù)的內(nèi)存空間和相同類型的數(shù)據(jù)

正是因?yàn)檫@個(gè)限制蔫磨,才使數(shù)組能夠支持隨機(jī)訪問,當(dāng)然也是因?yàn)榫S護(hù)這個(gè)特性圃伶,導(dǎo)致數(shù)組的插入和刪除需要做大量的數(shù)據(jù)搬遷工作

隨機(jī)訪問指根據(jù)數(shù)組下標(biāo)訪問數(shù)組能達(dá)到O(1)堤如,不是指查找

就算是順序數(shù)組蒲列,查找時(shí)間復(fù)雜度最快也是O(lgn),因?yàn)槭沁B續(xù)的地址搀罢,所以根據(jù)數(shù)組頭地址加上索引蝗岖,可以立刻得到索引處數(shù)據(jù)的地址

3、插入和刪除

為了位數(shù)連續(xù)的內(nèi)存空間榔至,插入和刪除都需要做大量數(shù)據(jù)搬遷工作

最好的情況抵赢,插入或刪除最后一個(gè)元素,不用搬遷數(shù)組唧取,復(fù)雜度O(1)

最壞的情況铅鲤,插入或刪除第一個(gè)元素,后面所有的元素都需要前移或后移一位兵怯,復(fù)雜度O(n)

平均復(fù)雜度O(n)

4彩匕、容器和數(shù)組

針對數(shù)組類型腔剂,很多語言提出了容器類媒区,例如java中的ArrayList

容器最大的好處是封裝了很多數(shù)組處理的細(xì)節(jié),支持動態(tài)擴(kuò)容掸犬,動態(tài)擴(kuò)容過程中會有很多數(shù)據(jù)搬遷工作袜漩,所以在使用容器時(shí),如果能確定大小湾碎,最好提前指定

數(shù)組相對容器來說也有一些優(yōu)勢:

  • 容器只支持對象宙攻,數(shù)組支持基本類型,例如int介褥、double類型座掘,自動的裝箱拆箱有一定的性能損耗
  • 如果數(shù)據(jù)大小事先已知,并且對數(shù)據(jù)的操作非常簡單柔滔,用不到ArrayList的大部分方法溢陪,也可以直接使用數(shù)組

總的來說,如果不是非常底層的開發(fā)睛廊,對性能要求特別高形真,容器更方便使用

5、為什么很多編程語言中數(shù)組都是從0開始

如果a[0]表示首地址超全,a[k]表示k位地址

0開始
a[k]_address = base_address + k * type_size
1開始
a[k]_address = base_address + (k-1)*type_size

對比可以看出咆霜,從1開始多了一次減法操作,數(shù)組時(shí)非乘恢欤基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)蛾坯,為了效率優(yōu)化做到極致,所以大部分變成語言的數(shù)組下標(biāo)都是從0開始

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