对数组和链表的一些理解

数组

是什么？
数组是用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据的线性表

优缺点：
优点：
随机访问速度快，时间复杂度是O(1)

缺点：

• 删除、插入速度慢，因为需要从前往后遍历到指定位置，时间复杂度是O(n)

• 需要事先设置内存空间大小
  因为数组的空间在编译阶段就需要进行确定(在运行阶段是不允许改变的)
  所以在使用前需要提前申请所占内存的大小，如果提前不知道需要的空间大小，预先申请就可能会浪费内存空间，即数组的空间利用率较低。

插入时间复杂度分析(删除和插入一样)

• 末尾插入元素，那就不需要移动数据了，这时的时间复杂度为 O(1)

• 在数组的开头插入元素，那所有的数据都需要依次往后移动一位，所以最坏时间复杂度是 O(n)。

• 因为我们在每个位置插入元素的概率是一样的，所以平均时间复杂度为 (1+2+...n)/n=O(n)。

为什么数组从 0 开始编号？

首先说结论：为了极致的性能优化

下面进行分析：
从数组存储的内存模型上来看，“下标”最确切的定义应该是“偏移”。a[0]就是偏移为 0 的位置，也就是首地址，a[k]就表示偏移 k 的位置

对比两个公式，我们不难发现，从 1 开始编号，每次随机访问数组元素都多了一次减法运算，对于 CPU 来说，就是多了一次减法指令。
数组作为非常基础的数据结构，通过下标随机访问数组元素又是其非常基础的编程操作，效率的优化就要尽可能做到极致。所以为了减少一次减法操作，数组选择了从 0 开始编号，而不是从 1 开始。

链表

是什么？
链表是可以用一组非连续的内存空间，来存储一组具有相同类型数据的线性表。
数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的。

链表由一系列结点组成，结点可以在运行时动态生成。每个结点包括两个部分：

• 一个是存储数据元素的数据域，
• 另一个是存储下一个结点地址的指针域。

数组和链表的对比

内存分配

• 数组的大小固定，一经声明就要占用整块连续内存空间。

• 链表本身没有大小的限制，但并不是无限的

2）连续

• 数组是用一块连续的内存空间，来存储相同类型的一组数据。
  随机访问快，增删慢
  可以借助 CPU 的缓存机制+空间局部性原理，预读数组中的数据，所以访问效率更高。

• 链表在内存中并不是连续存储
  访问慢，增删快
  对 CPU 缓存不友好，没办法有效预读。