数据结构——数组Array

各类语言中的数组()是对此数据结构中的数组进行了封装,并添加了各自语言的特性。

1.定义

数组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。

1.1线性表

线性表就是数据排成像一条线一样的结构,每个线性表上的数据最多只有前和后两个方向。
线性表结构:数组,链表,队列,栈

1.2 连续的内存空间和相同的数据类型

  • 优势:因为这两个限制,才有了杀手锏的特性:随机访问。
  • 劣势:让数组的很多操作变得很低效,如:在数组中插入和删除一个数据,为了保证连续性,就需要大量的数据搬移工作。

纠正错误:数组和链表的区别,很多人回答说:“链表适合插入、删除,时间复杂度为O(1);数组适合查找,查找时间复杂度O(1)”。
实际上这种表述不准确。数组是适合查找操作,但是查找的时间复杂度并不为O(1)。即便是排好序的数组,你用二分查找,时间复杂度也是O(logn)。所以,正确的表述应该是,数组支持随机访问,根据下标随机访问的时间复杂度为O(1)。

2.数组越界问题

C语言代码:

int main (int argc,char* argv[]){
    int i = 0;
    int arr[3] = {0};
    for (;i<=3;i++){
            arr[i] = 0;
            printf("Hello world\n");
    }
    return 0;
}

这段代码并非是打印三行“hello world”,而是无限打印“Hello world”(32位操作系统)(64位操作系统,i<=7,无限打印),(推荐gcc编译器运行)。

原因:

1.数组大小为3,分别为:a[0],a[1],a[2];
2.i=3时,a[3]访问越界,但是c语言中,只要不是访问受限的内存,所有的内存空间都是可以自由访问的
3.a[3]会被定位到某块不属于数组的内存地址上,而这个地址正好是存储变量i 的内存地址,那么a[3]=0就相当于i = 0,所以导致代码虚线循环。
4.数组越界在C语言中是一种未决行为,并没有规定数组访问越界是编译器应该如何处理。因为,访问数组的本质就是访问一段连续内存,只要数组通过便宜计算得到的内存地址是可用的,那么程序就可能不会抱任何错误。

注:针对数组类型,很多语言提供了容器类,比如JAVA中ArrayList,ArrayList最大的有事就是可以将很多数组操作的细节封装起来。比如前面提到的数组插入,删除数据时需要搬移其他数据等,另外,还支持动态扩容。

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