陣列是資料結構中的基本模組之一。因為字串是由字元陣列形成的，所以二者是相似的。大多數面試問題都屬於這個範疇。

在這張卡片中，我們將介紹陣列和字串。完成這張卡片後，我們將：

瞭解陣列和動態陣列之間的區別；
熟悉陣列和動態陣列中的基本操作；
理解多維陣列並能夠掌握二維陣列的使用；
明白字串的概念以及字串所具有的不同特性；
能夠運用雙指標技巧解決實際問題。

陣列是一種基本的資料結構，用於按順序儲存元素的集合。但是元素可以隨機存取，因為陣列中的每個元素都可以通過陣列索引來識別。

陣列可以有一個或多個維度。這裡我們從一維陣列開始，它也被稱為線性陣列。這裡有一個例子：

在上面的例子中，陣列 A 中有 6 個元素。也就是說，A 的長度是 6 。我們可以使用 A[0] 來表示陣列中的第一個元素。因此，A[0] = 6 。類似地，A[1] = 3，A[2] = 8，依此類推。
下面是陣列的用法

// "static void main" must be defined in a public class.
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. Initialize
        int[] a0 = new int[5];
        int[] a1 = {1, 2, 3};
        // 2. Get Length
        System.out.println("The size of a1 is: " + a1.length);
        // 3. Access Element
        System.out.println("The first element is: " + a1[0]);
        // 4. Iterate all Elements
        System.out.print("[Version 1] The contents of a1 are:");
        for (int i = 0; i < a1.length; ++i) {
            System.out.print(" " + a1[i]);
        }
        System.out.println();
        System.out.print("[Version 2] The contents of a1 are:");
        for (int item: a1) {
            System.out.print(" " + item);
        }
        System.out.println();
        // 5. Modify Element
        a1[0] = 4;
        // 6. Sort
        Arrays.sort(a1);
    }
}

 

動態陣列簡介

正如我們在上面中提到的，陣列具有固定的容量，我們需要在初始化時指定陣列的大小。有時它會非常不方便並可能造成浪費。

因此，大多數程式語言都提供內建的動態陣列，它仍然是一個隨機存取的列表資料結構，但大小是可變的。例如，在 C++ 中的 vector，以及在 Java 中的 ArrayList。
動態陣列中的操作:

// "static void main" must be defined in a public class.
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. initialize
        List<Integer> v0 = new ArrayList<>();
        List<Integer> v1;                           // v1 == null
        // 2. cast an array to a vector
        Integer[] a = {0, 1, 2, 3, 4};
        v1 = new ArrayList<>(Arrays.asList(a));
        // 3. make a copy
        List<Integer> v2 = v1;                      // another reference to v1
        List<Integer> v3 = new ArrayList<>(v1);     // make an actual copy of v1
        // 3. get length
        System.out.println("The size of v1 is: " + v1.size());;
        // 4. access element
        System.out.println("The first element in v1 is: " + v1.get(0));
        // 5. iterate the vector
        System.out.print("[Version 1] The contents of v1 are:");
        for (int i = 0; i < v1.size(); ++i) {
            System.out.print(" " + v1.get(i));
        }
        System.out.println();
        System.out.print("[Version 2] The contents of v1 are:");
        for (int item : v1) {
            System.out.print(" " + item);
        }
        System.out.println();
        // 6. modify element
        v2.set(0, 5);       // modify v2 will actually modify v1
        System.out.println("The first element in v1 is: " + v1.get(0));
        v3.set(0, -1);
        System.out.println("The first element in v1 is: " + v1.get(0));
        // 7. sort
        Collections.sort(v1);
        // 8. add new element at the end of the vector
        v1.add(-1);
        v1.add(1, 6);
        // 9. delete the last element
        v1.remove(v1.size() - 1);
    }
}

 

小練習:
尋找陣列的中心索引
給定一個整數型別的陣列 nums，請編寫一個能夠返回陣列“中心索引”的方法。

我們是這樣定義陣列中心索引的：陣列中心索引的左側所有元素相加的和等於右側所有元素相加的和。

如果陣列不存在中心索引，那麼我們應該返回 -1。如果陣列有多箇中心索引，那麼我們應該返回最靠近左邊的那一個。

示例 1:

輸入: 
nums = [1, 7, 3, 6, 5, 6]
輸出: 3
解釋: 
索引3 (nums[3] = 6) 的左側數之和(1 + 7 + 3 = 11)，與右側數之和(5 + 6 = 11)相等。
同時, 3 也是第一個符合要求的中心索引。

示例 2：

輸入: 
nums = [1, 2, 3]
輸出: -1
解釋: 
陣列中不存在滿足此條件的中心索引。

說明:
nums 的長度範圍為 [0, 10000]。
任何一個 nums[i] 將會是一個範圍在 [-1000, 1000]的整數。

程式碼實現：

class Solution {
    public int pivotIndex(int[] nums) {
        int len=nums.length;
        int[] left=new int[len];
        int[] right=new int[len];
        left[0]=nums[0];
        right[len-1]=nums[len-1];
        for(int i=1;i<len;i++)
        {
            left[i]=left[i-1]+nums[i];
        }
        for(int i=len-2;i>=0;i--)
        {
            right[i]=right[i+1]+nums[i];
        }
        for (int i=0;i<len;i++) {
            if(left[i]==right[i])
                return i;
        }
        return -1;
    }
}

下面是一個更優秀的做法，避開了多開闢兩個陣列的麻煩。那就是根據索引實時修改左邊的值和右邊的值的取值，如果相等直接返回答案。如果直到迴圈結束也沒有遇到相等的則返回-1。
這樣做是上一種寫法的優化，省去了開闢陣列用的記憶體空間。當然這裡要注意左值和右值加減的順序。

class Solution {
    public int pivotIndex(int[] nums) {
        int len=nums.length;
        int right = 0;
        int left = 0 ;
        for (int i : nums) {
            right+=i;
        }
        for(int i=0;i<len;i++)
        {
            right-=nums[i];
            if(left==right)
                return i;
            left+=nums[i];
        }
        return -1;
    }
}

練習2：至少是其他數字兩倍的最大數
在一個給定的陣列nums中，總是存在一個最大元素 。

查詢陣列中的最大元素是否至少是陣列中每個其他數字的兩倍。

如果是，則返回最大元素的索引，否則返回-1。

示例 1:

輸入: nums = [3, 6, 1, 0]
輸出: 1
解釋: 6是最大的整數, 對於陣列中的其他整數,
6大於陣列中其他元素的兩倍。6的索引是1, 所以我們返回1.

示例 2:

輸入: nums = [1, 2, 3, 4]
輸出: -1
解釋: 4沒有超過3的兩倍大, 所以我們返回 -1.

提示:
nums 的長度範圍在[1, 50].
每個 nums[i] 的整數範圍在 [0, 99].
解決方案：

待定