如何实现随机访问

• 什么是数组

  • 线性表数据结构

    • 线性表数据像一条线 
    • 线性表（最多只有前和后两个方向）：数组，链表、队列、栈等等
    • 非线性表（并不是简单的前后关系）：二叉树、堆、图等

  • 连续的内存空间，存储一组相同类型的数据

• 数组的特点

  • 线性表

  • 连续的内存空间和相同类型的数据 （是随机访问的前提条件，也是大量数据搬移的主要原因）

    • 内存地址的访问公式：a[i]_address = base_address + i * data_type_size

  • 数组在随机访问的情况下时间复杂度为O(1)

低效的“插入”和“删除”

• 插入操作

  • 平均时间复杂度o(n)

    • 第一个位置是o(1)
    • 最后一个位置是o(n)
    • 平均情况时间复杂度为 (1+2+...n)/n=O(n)\

  • 每次都需要移动n-k个元素

  • 优化手段：不需要有序的场景下直接和空数据swap即可

• 删除操作

  • 平均时间复杂度o(n)
  • 优化：懒删除 每次记录删除下标，当存储不够的时候真正执行删除操作 JVM标记清除垃圾回收算法的核心思想

警惕数组的访问越界问题

• c语言中不会校验数据越界

• 访问数组的本质就是访问一段连续内存，只要数组通过偏移计算得到的内存地址是可用的，那么程序就可能不会报任何错误\

• 利用数组越界进行非法攻击

容器能否完全替代数组？

• 容器的优点：

  • 封装数据操作细节
  • 支持动态扩容，将不够用的数组复制大更大的数组中
  • 可以在初始化容器时指定容器大小

• 特点

  • Java ArrayList 无法存储基本类型 Autoboxing、Unboxing 有一定的性能消耗\

  • 数据大小事先已知则可用数组\

  • 多维数组比多维list更直观\

• 业务开发使用list就够了，没必要为了一点性能而使用数组

• 当性能是第一标准时，才真正使用数组

解答开篇

• 下标”最确切的定义应该是“偏移（offset）\

• a[k]_address = base_address + k * type_size

• 如果起始位置从1开始则是a[k]_address = base_address + (k-1)*type_size  需要多执行一次减法指令

总结

• 数组

  • 用一块连续的内存空间，来存储相同类型的一组数据
  • 随机访问o（1）
  • 追求极致性能可以用数组

\