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# 数组理论基础

数组是非常基础的数据结构,在面试中,考察数组的题目一般在思维上都不难,主要是考察对代码的掌控能力

也就是说,想法很简单,但实现起来 可能就不是那么回事了。

首先要知道数组在内存中的存储方式,这样才能真正理解数组相关的面试题

数组是存放在连续内存空间上的相同类型数据的集合。

数组可以方便的通过下标索引的方式获取到下标下对应的数据。

举一个字符数组的例子,如图所示:

算法通关数组

需要两点注意的是

  • 数组下标都是从0开始的。
  • 数组内存空间的地址是连续的

正是因为数组的在内存空间的地址是连续的,所以我们在删除或者增添元素的时候,就难免要移动其他元素的地址。

例如删除下标为3的元素,需要对下标为3的元素后面的所有元素都要做移动操作,如图所示:

算法通关数组1

而且大家如果使用C++的话,要注意vector 和 array的区别,vector的底层实现是array,严格来讲vector是容器,不是数组。

数组的元素是不能删的,只能覆盖。

那么二维数组直接上图,大家应该就知道怎么回事了

算法通关数组2

那么二维数组在内存的空间地址是连续的么?

不同编程语言的内存管理是不一样的,以C++为例,在C++中二维数组是连续分布的。

我们来做一个实验,C++测试代码如下:

void test_arr() {
    int array[2][3] = {
		{0, 1, 2},
		{3, 4, 5}
    };
    cout << &array[0][0] << " " << &array[0][1] << " " << &array[0][2] << endl;
    cout << &array[1][0] << " " << &array[1][1] << " " << &array[1][2] << endl;
}

int main() {
    test_arr();
}

1
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3
4
5
6
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13

测试地址为

0x7ffee4065820 0x7ffee4065824 0x7ffee4065828
0x7ffee406582c 0x7ffee4065830 0x7ffee4065834
1
2

注意地址为16进制,可以看出二维数组地址是连续一条线的。

一些录友可能看不懂内存地址,我就简单介绍一下, 0x7ffee4065820 与 0x7ffee4065824 差了一个4,就是4个字节,因为这是一个int型的数组,所以两个相邻数组元素地址差4个字节。

0x7ffee4065828 与 0x7ffee406582c 也是差了4个字节,在16进制里8 + 4 = c,c就是12。

如图:

数组内存

所以可以看出在C++中二维数组在地址空间上是连续的

像Java是没有指针的,同时也不对程序员暴漏其元素的地址,寻址操作完全交给虚拟机。

所以看不到每个元素的地址情况,这里我以Java为例,也做一个实验。

public static void test_arr() {
    int[][] arr = {{1, 2, 3}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9,9,9}};
    System.out.println(arr[0]);
    System.out.println(arr[1]);
    System.out.println(arr[2]);
    System.out.println(arr[3]);
}
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4
5
6
7

输出的地址为:

[I@7852e922
[I@4e25154f
[I@70dea4e
[I@5c647e05
1
2
3
4

这里的数值也是16进制,这不是真正的地址,而是经过处理过后的数值了,我们也可以看出,二维数组的每一行头结点的地址是没有规则的,更谈不上连续。

所以Java的二维数组可能是如下排列的方式:

算法通关数组3

这里面试中数组相关的理论知识就介绍完了。