数组理论基础

参考链接：代码随想录 https://www.programmercarl.com/数组理论基础.html#数组理论基础

要知道数组在内存中的存储方式，才能真正理解数组相关的面试题。

数组是存放在连续内存空间上的相同类型数据的集合。

数组可以方便地通过下标索引的方式获取下标下对应的数据。

举一个字符数组的例子，如下图所示：

需要注意的两点是：

1. 数组的下标都从0开始

2. 数组内存空间的地址是连续的

正因为数组在内存空间的地址是连续的，所以我们在删除或者添加元素的时候，难免要移动其他元素的地址。

例如删除下标为3的元素，需要对下标为3的元素后边的所有元素做移动操作，如下图所示：

 

而且如果使用C++的话，需要注意vector和array的区别，vector的底层实现是array，严格来讲vector是容器，不是数组。

数组的元素不能删，只能覆盖。

二维数组如下图所示：

 

那么二维数组在内存的空间地址是连续的吗？

不同编程语言的内存管理是不一样的，以C++为例，在C++中二维数组是连续分布的。

我们可以做一个实验，C++测试代码如下：

void test_arr() {
    int array[2][3] = {
        {0, 1, 2},
        {3, 4, 5}
    };
    cout << &array[0][0] << " " << &array[0][1] << " " << &array[0][2] << endl;
    cout << &array[1][0] << " " << &array[1][1] << " " << &array[1][2] << endl;
}

int main() {
    test_arr();
}

测试地址为：

0x7ffee4065820 0x7ffee4065824 0x7ffee4065828
0x7ffee406582c 0x7ffee4065830 0x7ffee4065834

地址为16进制，可以看出二维数组地址是连续一条线。

0x7ffee4065820 与 0x7ffee4065824 差了一个4，也就是4个字节，因为这是一个int型数组，所以两个相邻数组元素的地址差4个字节。

0x7ffee4065828 与 0x7ffee406582c 也是差了4个字节，在16进制里8 + 4 = c，c就是12。

可以看出C++中二维数组在地址空间上是连续的。

Java没有指针，同时也不对程序员暴露元素的地址，寻址操作完全交给虚拟机。

所以看不到每个元素的地址情况，以Java为例，做一个实验：

public static void test_arr() {
    int[][] arr = {{1, 2, 3}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9,9,9}};
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[1]);
    System.out.println(arr[2]);
    System.out.println(arr[3]);
}

输出的地址为：

[I@7852e922
[I@4e25154f
[I@70dea4e
[I@5c647e05

这里的数值也是16进制，这不是真正的地址，而是经过处理后的数值，我们可以看出，二维数组的每一行头结点的地址是没有规则的，更谈不上连续。

所以Java的二维数组可能是如下排列的方式：