数据结构与算法-数组

数组

• 数组
• • 数组定义
  • 表现形式
  • 数组的随机访问
  • • 数组下标为什么从0开始？
  • 优缺点
  • ArrayList和数组
  • 堆栈内存
  • 数组实现CRUD

数组

• 是有序的元素序列。若将有限个类型相同的变量的集合命名，那么这个名称为数组名。组成数组的各个变量也称为数组的分量，也称数组元素。
• 区分数组的各个元素的数组编号为下标；
• 数组是在程序设计中，为了处理方便， 把具有相同类型的若干元素按无序的形式组织起来的一种形式。这些无序排列的同类数据元素的集合称为数组。
• 线性表

数组定义

• 数组是相同数据类型的元素的集合
• 各元素的存储是有先后顺序的，在内存中按照先后顺序存放在一起；
• 数组元素用整个数组的名字和它自己在数组中的顺序位置来表示。例如，a[0]表示名字为a的数组中的第一个元素，a[1]代表数组a的第二个元素，以此类推。

表现形式

• 一维数组

int a[],String a[]
           

• 多维数组

int a[][],int[][][];
           

数组的随机访问

数组是连续的内存空间和相同类型的数据。正是因为这两个限制，它才有了一个非常重要的特性：随机访问。但有利就有弊，这两个限制也让数组的很多操作变得非常低效，比如要想在数组中删除、插入一个数据，为了保证连续性，就需要做大量的数据搬移工作。

因此、用户可以直接根据数组下标访问数组元素

数组下标为什么从0开始？

int a[]=new int[3];
           

假如到内存中申请空间：10001,10005,10009。

a[0]=>10001==>10001+0 * 4;

a[1]=>10005==>10001+1 * 4;

a[2]=>10009==>10001+2 * 4;

如果我们不从0开始

a[1] = 10001+(1-1) * 4

a[2] = 10001+(2-1) * 4

a[3] = 10001+(3-1) * 4

在CPU里，一个相减运算倒没什么，但是这个运算被大量使用，就会耗费时间。所以数组下标应该从0开始；

二位数组arr[m][n]的寻址是怎么样的？

int arr[][]=new arr[m][n];
           

地址=数组的起始地址+m * n * typeSize+ n*typeSize;

优缺点

优点：随机访问

缺点：

1. 删除、删除需要涉及到元素移动、数据量大很麻烦；
2. 可能会有越界问题

ArrayList和数组

本质是一样的，都是数组。

• ArrayList是JDK封装了。不需要管扩容等操作。
• 数组的话就要你全部操作。

两者之间应该如何选用？

• 不知道数据大小的肯定选ArrayList。
• 如果你知道数据的大小而且你又非常关注性能那就用数组。

数组最需要注意的就是越界：尤其是在开始和结束。测试的时候也一样注意头和尾。

堆栈内存

Java分为堆栈两种内存。

什么是堆内存？

• 存放new创建的对象和数组。

什么是栈内存？

• 引用变量

堆栈的区别

• 栈的速度要快
• 栈内存的数据可以共享，主要存一些基本数据类型。

数组实现CRUD

package algorithm.array;

public class ArrayTest {
	
	private int size;		//数组的长度
	private int data[];
	private int index;		//当前已经存的数据大小
	
	public ArrayTest(int size){		//数组的初始化过程
		this.size = size;
		data = new int[size];		//分配的内存空间{0,0,0,0,0}
		index = 0;
	}
	
	public void print(){
		System.out.println("index:" + index);
		for(int i = 0 ; i < index ; i++){
			System.out.print(data[i] + " ");
		}
		System.out.println();
	}
	
	public void insert(int loc,int n){		//时间复杂度 O(n);
		if(index ++ < size){
			for(int i = size - 1; i > loc ; i --){	//为什么不能写size 0~size-1 如果loc是0 O(n),O(1)=>O(n)
				data[i] = data[i - 1];	//把数据往后移一个
			}
			data[loc] = n;
		}
		//扩容 会把size/2； 
	}
	public void delete(int loc){	//O(n)
		for(int i = loc ; i < size ; i++){
			if(i != size - 1){		//怕越界所以加一个判断
				data[i] = data[i + 1];
			}else{
				data[i] = 0;			//默认为0 就是没存数据的
			}
		}
		index -- ;
	}
	
	public void update(int loc,int n){//O(1)
		data[loc] = n;
	}
	
	public int get(int loc){		//O(1)
		return data[loc];
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		//ArrayList
	}
}

           

其实这就类似ArrayList的底层实现；