來簡單總結一下這幾天學的陣列，陣列雖然從一接觸java開始就在用，但是沒有學習過陣列本身。

目錄

1. 什麼是陣列？

​ 陣列是程式語言最常見的一種線性表的資料結構。

​ 他用一種連續的記憶體空間，來儲存相同的資料型別。

關鍵點：

線性表：資料排成像線一樣得結構。資料間有前後關係。

連續的記憶體空間和相同的資料型別：隨機訪問。這也是陣列查詢效率高的原因。

2. 陣列怎麼用？

使用陣列前要初始化陣列。

兩種初始化方式：

例：靜態初始化：int[ ] arr = new int[ ]{1, 2, 3, 4}; 直接給定元素

例：動態初始化：int[ ] arr = new int[ 4]; 給定陣列容量為四個

【從可讀性角度來說，不推薦 int arr[ ] 這種格式】

陣列的使用：

陣列通過下標（從0開始）隨機訪問：

int[ ] arr = new int[ ]{1, 2, 3, 4};

System.out.println(int[1]); //輸出：2

通過下標賦值：

int[ ] arr1 = new int[ 4];

arr1[0] = 45;

遍歷陣列：

使用for迴圈或者增強for迴圈即可。

資料訪問越界問題

當訪問下標大於等於陣列容量，就會出現：java.lang.arrayIndexOutOfBoundException.

3. 從記憶體深入陣列

在java語言中，陣列也是一種型別，java語言要求陣列元素型別是惟一的。

陣列是一種引用資料型別，陣列引用變數只是一個引用，陣列元素和陣列變數在記憶體中是分開的。

要訪問圖示中的陣列元素，則程式中只能通過P[index]的形式實現。

看待一個數組，看把他分成兩部分看，一部分是陣列引用（陣列變數）；還有一部分就是執行在堆中的實際陣列物件，通常無法直接訪問，只有通過陣列引用變數來訪問。

4. 陣列如何實現隨機訪問？

現在有一個數組:

int[] a = new int[10];

​ 那麼計算機會分配一個連續的記憶體空間1000~1039，其中該記憶體空間起始位置記為baseaddr=1000;

計算機會給陣列中的每個元素分配一個地址，通過這個地址來訪問元素，這個地址是通過一個定址公式計算得出;

定址公式：baseaddr + i * data_type_size = a[i]_addr;
第i個元素記憶體地址為：起始地址 + 元素下標 * 元素型別長度

​ 陣列支援隨機訪問，所以時間複雜度為：O(1)。

5. 為什麼陣列的插入、刪除低效？

​ 插入：

假設要往一個長度為n 的陣列的k位置插入資料。以為陣列記憶體空間是連續的，所謂插入前，要將k~n這部分元素依次向後挪一位。

最好時間複雜度：在最後一位插入，時間複雜度為：O(1).

最壞時間複雜度：在第一位插入，時間複雜度為:O(n).

因為插入的概率一樣，所以平均時間複雜度為：O(n)。

​ 在元素無序的條件下,如果在k位置插入m元素，可以把k位置原來的元素直接放到最後一位，然後把m放入k位置。所以在特定場景，這種插入方法時間複雜度將為O(1)

​ 刪除:

和插入類似，最好時間複雜度：O(1). 最壞時間複雜度為:O(n). 平均時間複雜度為：O(n)。

在某些特殊情況下，要刪除一些元素，不需要將多次刪除操作一起執行，而是把每次刪除操作不是真正刪除元素，而是把要刪除的元素記錄下來，當資料沒有多餘空間儲存元素時，在觸發一次真正的刪除操作。（JVM標記垃圾清除演算法的思想）

6. “打破”陣列固定長度的侷限

7. 與容器相比，陣列更好的使用場景

容器如法儲存基本型別，在自動裝箱過程會有一定效能損耗，在很注重效能或希望使用基本型別時，可以選擇資料；

在容量確定，並且對資料操作簡單，也可以選擇陣列。

8. 為什麼很多程式語言的陣列都從0開始編號?

​ 原因1：從陣列記憶體模型來看，“下標”最確切的定義是“偏移”。

a[0]就是偏移為0的位置，a[k]就是偏移為k的位置，所以定址公式為：

baseaddr + k * data_type_size = a[k]_addr;

但如果從1開始，那麼定址公式為;

baseaddr + (k - 1) * data_type_size = a[k]_addr;

對於CPU來說，需要多做一次減法指令。

​ 原因2：歷史原因。

C語言從0開始，所以後來的部分高階語言，模仿C從0開始，也是為了減少C程式設計師學習java的成本。