数据结构与算法之美 05 | 数组

如何实现随机访问？
    数组定义: 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。


    线性表: 是最基础、最简单、最常用的一种数据结构，一个线性表是n个具有相同特性的数据元素的有限序列。
           线性表中数据元素之间的关系是一对一关系，即出了第一个和最后一个数据元素之外，其他数据元素都是首尾相接。

    数组、链表、队列、栈等都是线性表结构

    顺序表: 是在计算机内存中以数组的形式保存的线性表,线性表采用顺序存储的方式存储就称之为顺序表。

    数组和单链表区别：
        1. 顺序表: 用一段连续的存储单元，依次存储线性表的数据元素
           单链表: 采用链式存储结构，用一组任意的存储单元存储线性表的元素,通过指针连起来
        2. 顺序表: 查询时间复杂度O(1), 插入和删除时间复杂度O(n)
           单链表: 查询时间复杂度O(n), 插入和删除时间复杂度O(1)
        3. 顺序表: 需要预分配存储空间，分大了浪费，小了容易发生上溢
           单链表: 不需要分配存储空间，只要有就可以分配，元素个数不受限制
        4. 若线性表需要频繁查找，很少进行插入和删除操作时，宜采用顺序存储结构，若需要频繁插入和删除时，宜采用单链表结构。
        5. 线性表是逻辑结构，顺序表和链表都是存储结构

    与线性表对应的概念是非线性表，二叉树、堆、图等被称为非线性表。


    为什么数组的查询操作是O(1)?
        对于数组可以直接计算出目标元素在内存中的具体位置，然后就可以直接访问:
            a[k]_address = base_address + k * type_size

        对于链表需要去遍历整个链表才可以得到目标元素。

    对数组操作的优化：
        插入. 如果数组中存储的数据没有任何规律，数组只是被当做一个存储数据的集合；
           在这种情况下，可以将摸个数组插入到第k个位置，为了避免大规模的数据搬迁，
           可以直接将第k位的数据搬移到数组元素的最后，把新的元素直接放入第k个位置。
        删除. 在某些特殊的场景下，不一定追求数组中的数据的连续性，可以将多次删除操作集中在一起执行，
             这样就避免了多次搬迁数据，每次删除的操作并不是真正的删除操作，只是记录数据已经被删除，
             当数组没有更多空间存储数据时，再出发执行一次真正的删除操作。
             JVM标记清楚垃圾回收算法的核心思想就是这样。


    相关资料：

        Slice本身是一个只读对象，其工作机制类似数组指针的一种封装(跟Python的list类似)。
        Slice是对数组一个连续片段的引用，所以切片是一个引用类型。

            type slice struct {
                array unsafe.Pointer    // 指向一个数组的指针
                len   int
                cap   int
            }


        Python时间复杂度 https://wiki.python.org/moin/TimeComplexity
        GO语言Slice底层实现原理 https://www.jianshu.com/p/030aba2bff41