03 数组:为什么很多编程语言中数组都从0开始编号?

Posted 晓灬风

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03 数组:为什么很多编程语言中数组都从0开始编号?

一、什么是数组?

数组(Array)是一种线性表数据结构。它用一组连续的内存空间,来存储一组具有相同类型的数据。

1.线性表:线性表就是数据排成一条线一样的结构。每个线性表上的数据最多只有前和后两个方向。除了数组,链表、队列、栈等也是线性表结构。

2.非线性表:比如二叉树、堆、图等。之所以叫非线性,是因为,在非线性表中,数据之间并不是简单的前后关系。

二、容器能否完全替代数组?

1.容器的好处

  • 可以将很多数组操作的细节封装起来
  • 如数组插入、删除数据时需要搬移其他数据等
  • 支持动态扩容
  • 数组本身在定义的时候需要预先指定大小,因为需要分配连续的内存空间。
  • 如果使用 ArrayList,则不需要关心底层的扩容逻辑,ArrayList已经帮我们实现好了,每次存储空间不够的时候,它都会将空间自动扩容为1.5倍大小
  • 但因为扩容操作涉及内存申请和数据搬移,是比较耗时的,如果事先能确定需要存储的数据大小,最好在创建 ArrayList 的时候事先指定数据大小

2.更适合数组的场景

1) Java ArrayList 无法存储基本类型,比如 int、long,需要封装为 Integer、Long类,而 Autoboxing、Unboxing 则有一定的性能消耗,所以如果特别关注性能,或者希望使用基本类型,就可以选用数组;4
2) 如果数据大小事先已知,并且对数据的操作非常简单,用不到 ArrayList 提供的大部分方法,也可以直接使用数组;
3) 书写直观,当要表示多维数组时,用数组往往会更加直观。比如 Object[][] array;而用容器的话则需要这样定义:ArrayList > array。

三、为什么大多数编程语言中,数组要从 0 开始编号,而不是从 1 开始呢?

最主要的原因可能是历史原因。C 语言设计者用 0 开始计数数组下标,之后的 Java、JavaScript 等高级语言都效仿了 C 语言,或者说,为了在一定程度上减少 C 语言程序员学习 Java 的学习成本,因此继续沿用了从 0 开始计数的习惯。

四、小结

数组用一块连续的内存空间,来存储相同类型的一组数据,最大的特点就是支持随机访问,但插入、删除操作也因此变得比较低效,平均情况时间复杂度为 O(n)。在平时的业务开发中,我们可以直接使用编程语言提供的容器类,但是,如果是特别底层的开发,直接使用数组可能会更合适。

以上是关于03 数组:为什么很多编程语言中数组都从0开始编号?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

数据结构与算法之美04-数组:为什么很多编程语言中数组都从0开始编号?

5数组:为什么很多编程语言中数组都从0开始编号?

基础篇3 # 数组:为什么很多编程语言中数组都从0开始编号?

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动态数组