数据结构-线性表之数组

什么叫数组：
数组(Array)是一种线性表数据结构。它是一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。

什么线性表跟非线性表：
线性表：通俗一点就是数据像一条线一样排成的结构，线性表上的数据只有前后两个方向，另外像链表，队列，栈等也是线性表的数据结构。
非线性表：像二叉树，图，堆等，数据之间不只是前后的关系。

数组是连续的内存空间和相同类型的数据。这让它有着高效地随机访问和低效地删除跟添加数据。为了保证连续性，就需要大量地数据搬移，效率就很差。

高效地数据访问是如何做到的？

比如我们申请了一个长度为10的int型的数组，（说到这儿，数组的长度是指存放线性表的存储空间的长度，线性表的长度指的是线性表中数据元素的个数），那么计算机分配了一块连续的内存，假设1000～1038，内存的首地址1000。那么计算机通过地址来访问内存中的数据，a[i] = 1000 + i*4，4是数组中每个元素的大小。

低效地插入与删除：
插入：为了保证内存数据的连续性，将一个数据插入到第k位置的大小为n的数组中，那么k～n的元素都要顺序地往后移动，最好的时间复杂度为1，最坏为n，平均为O（n）。
改进：如果一个数组储存的元素并不是有序的，只是简单的用来存储元素，那么可以将新的元素放在k的位置，原来的元素放到最后。

删除：删除也需要搬数据，不然内存中出现空洞导致不连续。最好时间复杂度1，最坏为n，平均为n。

数组越界：

int main(int argc, char* argv[])
{
    int i = 0;
    int arr[3] = {0};
    for(; i<=3; i++)
    {
        arr[i] = 0;
        printf("hello world\n");
    }
    return 0;
}

因为，数组大小为 3，a[0]，a[1]，a[2]，而我们的代码因为书写错误，导致 for 循环的结束条件错写为了 i<=3 而非 i<3，所以当 i=3 时，数组 a[3]访问越界。
我们知道，在 C 语言中，只要不是访问受限的内存，所有的内存空间都是可以自由访问的。根据我们前面讲的数组寻址公式，a[3]也会被定位到某块不属于数组的内存地址上，而这个地址正好是存储变量 i 的内存地址，那么 a[3]=0 就相当于 i=0，所以就会导致代码无限循环。数组越界在 C 语言中是一种未决行为，并没有规定数组访问越界时编译器应该如何处理。
因为，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。

函数体内的局部变量存在栈上，且是连续压栈。
申请的内存地址是从高位到低位的：

int i = 0;
int j = 0;
int y = 0;
int arr[3] = {0};
qDebug() << &i;
qDebug() << &j;
qDebug() << &y;
qDebug() << &arr[0];
qDebug() << &arr[1];
qDebug() << &arr[2];

0x70fdac
0x70fda8
0x70fda4
0x70fd98
0x70fd9c
0x70fda0