2. 数组

Posted 2020-11-27 zhouzhiyao

2.1 数组的结构

数组，是一块连续的内存区域，且具有相同类型的数据结构。

说回上一次的图。（图片修改自极客专栏：《数据结构与算法之美》）

这就是数组的一块内存区域。

我们提下上面说的两个特点：

• 连续内存区域
• 相同的数据类型

这两个特点有什么好处呢？

我们上次说到，如果我们想要查找一个房间1036（一块数据），我们站在上图中1000的位置，然后有下面两种方式：

• 从1000走4步，到1004，然后再走4步，到1008，以此类推，最终走到1036（为什么每次都走4步呢，就是由相同的数据类型决定的，数据决定了数据所占空间的大小）
• 或者我们站在1000处，我们需要到a[9]处，我们在心中估算从1000应该跳多远。我们估算出4步的大概距离，然后计算（9-0）*4+1000=1036，也就是我们需要跳过9个4步的距离就可以达到目的地。

回归到计算机，我们创建一个数组：

int[] a = new int[10];

如上图所示，有10块区域，我们知道房间是连续的，我们的起始位置是1000，每个区域占4个大小，请问最后一块区域的起始地址是多少？

• 如果以0开始记号，也就是10块区域，分别记号为（0，1，...，9），可以这样计算

最后的地址 = 1000 + i * 4

• 如果以1开始记号，也就是10块区域，分别记号为（1，2，...，9, 10），可以这样计算

最后的地址 = 1000 + (i-1) * 4

所以计算机会采用0作为下标的开始。方便，快捷。

总而言之，我们如果要到达数组的某一块区域，只要算一算，然后眺一步就可以达到。

所以我们说，数组可以随机读取。

四大操作：增

往数组中增加（增加）数据。

上图中，有个数组，其中包含五个元素。我们现在想往其中添加 6 这个元素，插入到 2 元素之后。

我们应该去如何实现呢？

因为一开始的时候，数组的大小是确定的，就是五个元素。就好比一个公寓只有5个屋子，如果想再加一个房间，是不可能的。

只能重新建个6个屋子的公寓，然后让原来五个屋子中的元素搬进去，然后将 6 放入到指定屋子。

建立5个元素的数组。

int[] a = new int[5];
a[0] = 1; a[1] = 2; a[2] = 3; a[3] = 4; a[4] = 5;

实现添加元素操作

//创建一个比之前容量更大的数组
int[] new_a = new int[6];
//将添加位置前的元素拷贝到新的数组中
for(int i = 0; i < 2; i++)
	new_a[i] = a[i];
//将添加位置后的元素拷贝到新的数组中
for(int i = 3; i < new_a.length; i++)
	new_a[i] = a[i-1];
//将添加元素放到新数组指定位置上
new_a[2] = 6;
//给新公寓起原来公寓的名字
a = new_a;

四大操作：删除

删除操作，同添加操作类似，创建一个更小的数组，然后将不需要删除的元素拷贝进去。

四大操作：改

因为修改元素，并不修改数组的大小，所以我们无需去创建一个新的数组，只需要在指定位置直接修改即可。

a[i] = k; // 修改k位置上的数值为k

四大操作：查

这里的查询，暂时指找到特定位置的元素。前面说到，数组是连续的，所以我们只需要用数组的下标索引即可。

a[i]

总结

数组是连续的内存区域，所以只要知道元素的位置索引，我们就可以直接获得相应位置的数据。所以称：数组支持随机访问。

数组的增加、删除很麻烦，但是修改、查找指定位置很容易。

相关小练习

LeetCode基础练习，简单看下即可

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