剑指offer(1)：数组
1 写作计划
最近在看《剑指offer》，发现自己有很多的数据结构与算法的基础知识要复习，《好书一起读(131)：让写作更好》中提到用写作倒逼阅读，我很是赞同。所以，计划以《剑指offer》为中心，以记录复习心得目的，写一系列数据结构与算法的文章。
- 文章结构
文章从概念介绍切入，接着介绍相关的语言细节(以C语言和Python为主)，最后以《剑指offer》中的编程题做结。
2 什么是数组
一提到数组，我第一时间经典的C语言实现和与之对应的一片定长连续的内存空间。数组的读写操作很快，时间复杂度为o(1)，但是因其必须事先指定长度，所以空间利用率不高。数组的下标是数组中元素的标识，可以当做元素的身份证使用，在需要记录大量数据时，要利用好数组下标。
3 C语言细节
该节分3个部分介绍C语言从数组的必要语言细节。
3.1 数组越界问题
C语言不强制检查数组下标是否越界，使用时应时刻注意越界问题。
这个是一个毫无意义的问题，因为C语言根本不允许数组越界。
数组越界是一种Undefined behavior，C语言没规定程序运行结果，编译器也不保证这个结果。C语言规定这种错误编译器不必指出，所以编译可能会正常通过，但这依然是一种错误，且责任在CODER。
因此这是一个毫无意义的问题，就如同问袜子炖茄子会是什么味道。只有傻逼才会用袜子炖茄子然后亲自尝尝——这就是那个“解答”的本质。
作者：薛非
链接：https://www.zhihu.com/question/22897368/answer/22999166
来源：知乎
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3.2 数组与指针
本节介绍数组与指针之间的关系以及数组在使用中的注意点。
数组名是特殊的指针
本节介绍数组与指针的共同点和不同点。
以数组int a[10];为例：
int a[10];
int n = 10;
int a[n]; //定义数组时，长度不可以为变量，该语句非法
共同点：通过指针访问数组元素
a[i]与*(a+i)、&a[i]和a+i都是等价的。- 通过等价指针访问数组
int *pa;
pa = &a[0]; //指针pa指向数组的0元素地址
pa = a; //这个写法和上句等价
x = *(pa+1);
x = a[1]; //这两句赋值语句等价
不同点：数组名与指针的区别
指针是一个变量，但是数组名不是变量。
int *pa;
pa = &a[0]; //指针pa是可以被赋值的，其指向地址可以改变
int b[10];
a = b; //a不可以被赋值，该语句非法
函数中传递的数组是指针(地址)
- 以《剑指offer》中的代码为例：
int GetSize(int data[])
{
return sizeof(data);
}
int main()
{
int data1[] ={1, 2, 3, 4, 5};
int size1 = sizeof(data1); //此处求数组data1所占字节数
int *data2 = data1;
int size2 = sizeof(data2); //此处求指针data2所占字节数
int size3 = GetSize(data1); //data1的地址被赋值给了局部变量data，所以返回指针data所占字节数
printf("%d, %d, %d", size1, size2, size3);
}
//输出结果为：20, 4, 4
- 传递部分数组
利用数组以指针形式传递的特性，我们可以数组的后本部分给函数。如f(&a[3])和f(a+3)，将数组a的后7个元素传递给了函数f。
3.3 数组与哈希表
数组可以看做一个简单的哈希表，其哈希函数为\(h(k)=k\)，\(k\)为元素的关键字key。
常用的哈希函数有：
- 除法哈希法
不太接近2的整数幂的素数适合作为\(m\)的值
2. 乘法哈希法
其中\((kA mod 1)\)是取\(kA\)的小数部分，即\(kA- \lfloor kA \rfloor\)。
建议的变量取值为：\(m=2^p, p为大于0的整数\)；\(A \approx (\sqrt 5 - 1)/2 \approx 0.618\)。
3. 全域哈希法
随机地选择哈希函数，使之独立于要存储的关键字。在此不做详细介绍。
4 编程题
-
在线编程资源
牛客网在线编程 -
二维数组中的查找
Python：
# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
# array 二维列表
def Find(self, target, array):
# write code here
r, c = len(array), len(array[0])
i, j = 0, c - 1 //选择合适的开始位置，右上角和左下角都可以
while (i < r and j >= 0):
if target < array[i][j]:
j = j - 1
elif target > array[i][j]:
i = i + 1
else:
return True
return False //之前将return放在while循环中，一直通不过
C语言：
C语言的实现和Python大同小异，牛客网的OJ系统貌似不支持C语言，此处略过。
5 结语
正如《黑客与画家》所说，编程语言是程序员的思考方式。思考问题的方式是在具体语言的基础上进行的，如数组，用C语言思考，我看到的是一片定长连续的内存空间；用Python思考，我看到是随意组合操作的不定长序列，学习不同的语言可以从不同的角度理解同一个概念，打破自己的思维局限。
