数组的概念(C++)

        今天介绍一下数组。

在C++中，数组就是一种用于存储相同类型元素的容器,也是一种数据结构，在编程中被广泛使用。

一、定义与组成

        数组是由相同类型的元素组成的集合，这些元素在内存中是连续存储的。例如，一个整数数组可以存储多个整数，一个字符数组可以存储多个字符。它的定义方式有两种，首先时可以指定数组大小和初始值，例如：   int arr[5] = {1,2,3,4,5};    也可以先定义数组大小再赋值，例如:

int arr[5];

arr[0] = 1;

等

其次还可以使用动态内存分配来创建数组，如 int *arr = new int[size];   使用完成后需要使用  delete[] arr;   释放内存。

二、特点

1.存储连续性：        由于元素在内存中连续排列，这使得索引能够快速访问特定位置的元素。例如，对于一个包含 10 个整数的数组，访问第5个元素的时间是相对固定且高效的。

2.固定大小：在创建数组时通常需要指定大小，一旦确定后，数组的大小就不能轻易改变。这既是优点也是缺点，优点是可以提前规划好内存的使用，缺点是在需要动态调整大小的时候会比较麻烦。

三、操作

1.初始化：        可以在定义数组时进行初始化，如    int arr[5] = {1,2,3,4,5}; 也可以在后续的代码中逐个元素赋值。

2.访问元素：通过索引来访问数组中的元素，索引从0开始。例如，arr[2]表示访问数组arr中的第三个元素。

3.遍历L可以使用循环来遍历数组中的所有元素，以便于进行各种操作，例如求和，查找最大值等。

四、应用场景

1.存储一组相关的数据：   比如存储学生成绩，一组坐标点等。

2.在算法和数据结构中：  例如用于现实排序算法，查找算法等，作为基础的数据存储结构。

3.图形处理：存储图像的像素值等数据。

 

数组和其它容器的区别:

一、存储方式

1.数组：在内存中连续存储，通过索引可快速访问特定位置的元素。

2.向量（vector）:  通常也是连续存储，但可以动态调整大小，当需要更多空间时会重新分配内存并赋值现有元素。

3.列表（list）： 通常以链表形式存储，元素在内存中不一定连续，插入和删除操作在特定位置时效率较高。

二、大小灵活性

1.数组：大小在定义时固定，改变大小较为麻烦，可能需要手动重新分配内存或复制元素。

2.向量：可以动态增长或收缩，使用方便，无需担心大小限制。

3.列表：可以方便的插入或删除元素，大小自动调整。

三、访问方式

1.数组：通过索引直接访问，速度非常快，时间复杂度为0(1)。

2.向量：类似于数组，通过索引访问速度也很快，但是在重新分配内存时可能会影响性能。

3.列表：不能通过索引直接访问，需要遍历列表找到特定位置的元素，时间复杂度为0(n).

四、插入和删除操作

1.数组：在中间位置插入或删除元素效率低，需要移动大量元素，时间复杂度为0（n）。

2.向量：在尾部插入和删除元素效率高，但在中间位置操作也需要移动元素，时间复杂度与移动的元素数量有关。

3.列表：在任意位置插入和删除元素效率高，只需要修改几个指针，时间复杂度为0(1)。

五、函数参数传递

1.数组：传递时实际上传递的时指针，容易出现越界等问题。

2.向量和列表：通常作为对象传递，更安全和方便。

总的来说，数组简单直观但灵活性较差，而向量和列表等容器提供了更多的功能和灵活性，但可能在性能上有一些差异，具体使用哪种容器需要根据具体的应用场景来决定。