数据结构与算法之数组

    数组的基本概念：数组是最简单最经常使用的数据结构，可是也有一些注意事项：

（1）数组的分配方式以及存储位置。

（2）初始化；

（3）不同语言中的数组高级定义；

（4）多维数组；

C/C++中数组分配方式：

（1）int a[10];

适用于数组长度已知或者对数组长度不敏感的情况。比方定义一个字符串。

（2）int *a = (int *)malloc(sizeof(int)*n);

用在C中，适用于动态申请数组的长度。记得最后要free，防止内存泄露。

（3）int[] a = new int[n];

用在C++中。

最后要delete。

进程的虚拟地址空间：

。

进程在执行的过程中会将地址划分为很多段，重要的有两个：执行时堆和用户栈。动态申请的数组（malloc和new）会在执行时堆中，常量数组（int a[10]）会放在用户栈里面。

放在执行时堆中的数组是永久性的。不主动释放就会永久存在，所以才会导致内存泄露。而在用户栈空间是暂时，会随着函数的调用和返回进行回收。所以我们不能返回局部变量的地址，尤其是返回一个常量数组的首地址，由于这个地址会在用完之后被回收。所以说一个函数假设在函数内部被改动。想要在函数外部继续用的话，就要使用动态分配的数组。

C/C++中数组的初始化

编程中非常多bug都是由直接引用未初始化的变量导致的。一般数组的初始话例如以下：

（1）全局数组自己主动初始化；

（2）malloc方式不初始化，能够用memset(可初始化为0或者-1),fill进行初始化；

（3）new方式须要依据编译器推断；

     基础的数组直接操作内存。效率高。可是缺乏丰富的api。所以高级语言往往会有对应的高级实现。C/C++中使用STL中的vector.

     多维数组是一维数组的扩展，二维数组能够用来描写叙述矩阵或者图。例如以下：

    int a1[10][10];//要求数组的两维都确定；
    int **a2;//两维都不确定；
    int* a3[10];//每一维单独分配，长度能够不一致；
    vector<int> a4[10];//仅仅能在C++中使用；
    vector<vector<int>> a5;//仅仅能在C++中使用。

多维数组在訪问过程中要注意cache缺失问题，数组能够有按行操作方式和按列操作方式。按行操作方式要好过按列操作方式。由于二维数组载入到cache的过程是按行来的，所以当在訪问某一行的时候，这一行的元素都已经在cache中了。可是按列方式訪问就不同，通常仅仅有一个元素在cache中。其它元素都会缺失的，所以按列訪问会造成严重的cache缺失问题。会严重影响性能。

数组在排序中的作用

    对于经常使用的七大排序，在我前面几篇博客中都有讲到，包含代码实现。

当中数组在排序中有非常大的作用，以下做一个简单的排序概述：

复杂度为O(n^2):

（1）插入排序-复杂度为O(n^2)中最快的；

（2）选择排序、冒泡排序比較慢。通常会出如今面试题中。

复杂度为O(N*logN):

（1）高速排序：基于比較的排序中速度最快的。

（2）归并排序：实际中较少使用，经常在面试中；

（3）堆排序：实际中较少使用，可是堆非经常常使用；

复杂度为O(n),仅仅能对正整数进行排序：

（1）基数排序-复杂度O(n+r),r为基数；

（2）计数排序-复杂度O(n+k),k为元素范围；

可是在实际开发中，C/C++中自带了排序函数：

（1）在C语言中有qsort函数，须要自己定义cmp比較函数，函数形式例如以下：

int cmp(const void *a,const void *b);

（2）C++中。STL中自带排序函数sort。调用方法例如以下：

sort(a.begin(),a.end(),[greater<int>() | less<int>()]);