[数据结构与算法]06 数组( Array )

什么是数组呢?你的脑海中是不是第一反应是这样的:

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

在定义上,咱们来死扣两个概念.

• 线性表.
  线性线性,就是数据排成像一条线一样的结构,每个线性表上的数据最多只有前和后两个方向.这样看定义的话,除了数组,链表,队列,栈也是线性表结构.
• 是一组连续的内存空间,存储一组具有相同类型的数据.
  这句话能够看出来,对于数组有两个限制:第一空间必须是连续的,第二,数据需要是相同类型的.
  也就是说,如果内存空间剩余 1MB 但是不是连续的,此时创建数组就会失败;如果数组内存储的不是相同类型的数据,就会报错

数组是如何实现"随机访问"的

当我们申请创建一个数组时,比如此时我申请一个数组 int[] a = new int[10] ,计算机会给数组 a[10] 分配一块连续内存空间.
计算机会给每个内存单元分配一个地址,通过地址来访问内存中的数据.当计算机需要随机访问数组中的某个元素时,它会首先通过下面的寻址公式,来计算出想要访问元素的存储内存地址:

a[i]_address = base_address + i * data_type_size

根据 CPU 的预读机制,存储的数组就有可能被 CPU 全部读入,在 CPU 中进行访问,那个速度你可以想象~

警惕数组越界问题

咱们先来看一段 C 语言代码:

#include <stdio.h>
int main(int argc,char* argv[]) { 
	int i=0;
	int arr[3]={0};
	for(;i<=3;i++){
		arr[i]=0;
		printf("hello world\n");
	}
	return 0;
}

仔细看,发现问题了嘛?这段代码不会打印 3 行" hello world “,而是会无限打印” hello world ".
因为,数组大小为 3 , a[0] , a[1] , a[2] ,实例代码中因为书写错误,导致 for 循环的结束条件错写成了 i<=3 ,而不是 i<3 ,所以当 i=3 时,会导致数组 a[3] 访问越界.在 C 语言中,只要不是访问受限的内存,那么所有的内存空间都是可以自由访问的.如果 a[3]=0 恰好是 i=0 ,循环就会又开始.
所以这段代码就陷入了死循环.

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参考:

• 极客时间<数据结构与算法之美>

以上,感谢您的阅读(这篇文章写得确实有些仓促了,逃;
最后,祝您冬至快乐~