03 数组

提到数组，大家应该都不陌生，接触的第一个数据结构就是数组。尽管数组看起来很简单，也很基础，单大部分人都不了解数组的精髓。

比如，数组下标为什么是从0开始的。

一、数组特性

数组是一种线性表数据结构，使用一组连续的内存空间，存储一组相同数据类型的数据。

几个关键字：

1.线性表

数据排列像一条线一样的结构。每个线性表上的数据只有前后2个方向。除了数组，还有链表、栈、队列。

非线性表：比如树、图。

2.连续内存空间相同数据类型

正是因为这2个限制，才让数组有了一个特性：“随机访问”。但是有利就有弊，这让数组的很多操作效率变得很低，比如从数组中间删除插入一个数据，为了保证连续性，就需要做大量的数据迁移工作。

先看看数组如何访问数据：

比如用一个长度是10的数组，int[10]。计算机给数组分配了一块连续的内存。从1000开始，每个数据大小是3。

计算机会给每个内存单元分配一个地址，通过地址来访问数据。所以，访问某个数据时，就可以根据初始地址计算得到对应的位置的地址：

a[i]_address = base_address + i * data_type_size

面试的时候会问，数组和链表有什么区别。很多人都会说链表适合插入删除操作，数组适合查找。

实际表述不准确，应该是数组支持随机访问，数组按下标查找的时间复杂度是O(1)。

二、数组越界问题

Java本身会做越界检查，访问范围外的数据，就会抛出异常。

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException。

三、简答开篇：

为什么从0开始。

//从0开始
a[k]_address = base_address + k * type_size
//从1开始  
a[k]_address = base_address + (k-1)*type_size

从1开始会多一次减法运算。这种最基础的数据结构，优化就得做到极致。

还有一种说法，c语言就是从0开始的，后续的高级语言，效仿了c，降低学习成本。不过也有语言不是从0开始的，比如Python、matlab.