数组review

数组

数组（Array）是一种线性的数据结构，用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。

线性表

数据排列像一条线一样的结构，线性表上的数据最多只有前后两个方向，典型的线性表除了数组，还有链表，队列，栈等。

二叉树，图等都不是线性表。

连续内存空间和相同类型

这种好处是支持随机访问，相同类型表示每个元素的大小是固定的，通过下标就能直接找到元素的内存地址。

定义一个10个数字的int数组a.

int[] a = new int[10];

假定首地址是1000（base_address）。一个int占4位，所以a的内存空间是1000--1039.

每一个数组元素的地址base_address+i * dataTypeSize。本例中dataType位int，所以dataTypeSize位4。

a[i]_address=base_address + i * dataTypeSize

高效的查询

通过上面的存储结构就可以知道，通过下标访问数组只需要O(1)的时间。但是查找本身是需要O(logn)【采用二分查找法】。

低效的插入

数组内存的连续性决定了其插入和删除的低效。因为插入和删除都涉及到数组内存的移动。

末尾插入，效率最高，O（1），其他地方插入需要移动，最坏为O（n），平均复杂度为O（n）。

插入优化：对于无需的数组，插入一个元素，可以将当前的元素移动到末尾，然后在当前元素的位置插入待插入的元素，这样插入的复杂度便变成了O(1)。

上图中插入X，把c移动到了末尾，X插入c的位置，避免了大量元素的移动，复杂度为常数级O（1）。

低效的删除

和插入类似，删除也需要搬移数据，保证内存的连续性。

删除默认元素，效率最高，复杂度为O(1)，其他地方删除需要移动，最坏为O（n），平均复杂度为O（n）。

删除优化

多个删除操作可以集中在一起操作，这个就会减少数据搬移的次数，从而提高效率。

具体操作是将需要删除的数据先进行标识，等到一定程度后一次性进行删除和内存搬迁。

上图中a，b，c是分三次删除的，先进行标识，等到一定条件后一次性进行真正的删除，这样d，e，f，g，h只需要搬移一次。