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2023-08-22 13:50:12 +08:00
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# 4.1   数组
「数组 array」是一种线性数据结构其将相同类型元素存储在连续的内存空间中。我们将元素在数组中的位置称为该元素的「索引 index」。图展示了数组的主要术语和概念。
「数组 array」是一种线性数据结构其将相同类型元素存储在连续的内存空间中。我们将元素在数组中的位置称为该元素的「索引 index」。图 4-1 展示了数组的主要术语和概念。
![数组定义与存储方式](array.assets/array_definition.png)
<p align="center"> 图数组定义与存储方式 </p>
<p align="center"> 图 4-1 &nbsp; 数组定义与存储方式 </p>
## 4.1.1 &nbsp; 数组常用操作
@@ -129,9 +129,9 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
![数组元素的内存地址计算](array.assets/array_memory_location_calculation.png)
<p align="center"> 图数组元素的内存地址计算 </p>
<p align="center"> 图 4-2 &nbsp; 数组元素的内存地址计算 </p>
观察图,我们发现数组首个元素的索引为 $0$ ,这似乎有些反直觉,因为从 $1$ 开始计数会更自然。但从地址计算公式的角度看,**索引的含义本质上是内存地址的偏移量**。首个元素的地址偏移量是 $0$ ,因此它的索引为 $0$ 也是合理的。
观察图 4-2 ,我们发现数组首个元素的索引为 $0$ ,这似乎有些反直觉,因为从 $1$ 开始计数会更自然。但从地址计算公式的角度看,**索引的含义本质上是内存地址的偏移量**。首个元素的地址偏移量是 $0$ ,因此它的索引为 $0$ 也是合理的。
在数组中访问元素是非常高效的,我们可以在 $O(1)$ 时间内随机访问数组中的任意一个元素。
@@ -293,11 +293,11 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
### 3. &nbsp; 插入元素
数组元素在内存中是“紧挨着的”,它们之间没有空间再存放任何数据。如图所示,如果想要在数组中间插入一个元素,则需要将该元素之后的所有元素都向后移动一位,之后再把元素赋值给该索引。
数组元素在内存中是“紧挨着的”,它们之间没有空间再存放任何数据。如图 4-3 所示,如果想要在数组中间插入一个元素,则需要将该元素之后的所有元素都向后移动一位,之后再把元素赋值给该索引。
![数组插入元素示例](array.assets/array_insert_element.png)
<p align="center"> 图数组插入元素示例 </p>
<p align="center"> 图 4-3 &nbsp; 数组插入元素示例 </p>
值得注意的是,由于数组的长度是固定的,因此插入一个元素必定会导致数组尾部元素的“丢失”。我们将这个问题的解决方案留在列表章节中讨论。
@@ -470,11 +470,11 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
### 4. &nbsp; 删除元素
同理,如图所示,若想要删除索引 $i$ 处的元素,则需要把索引 $i$ 之后的元素都向前移动一位。
同理,如图 4-4 所示,若想要删除索引 $i$ 处的元素,则需要把索引 $i$ 之后的元素都向前移动一位。
![数组删除元素示例](array.assets/array_remove_element.png)
<p align="center"> 图数组删除元素示例 </p>
<p align="center"> 图 4-4 &nbsp; 数组删除元素示例 </p>
请注意,删除元素完成后,原先末尾的元素变得“无意义”了,所以我们无须特意去修改它。