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数据结构--数组

article 2024/11/16 2:27:22

一.线性和非线性

线性：除首尾外只有一个唯一的前驱和后继。eg：数组，链表等。

非线性：不是线性的就是非线性。

二.数组是什么？

数组是一个固定长度的存储相同数据类型的数据结构，数组中的元素被存储在一段连续的内存空间中。它是最简单的数据结构之一，大多数现代编程语言都内置数组支持。

三.数组的特性

1.存储类型一致。

数组的存储类型必须一致，在面向对象中，存在子类继承父类的情况，若存储的对象都继承于某一个父类，那么也可以判定为类型一致。

2.长度固定。

数组需要的是一个固定的连续的空间。

3.定义数组的方式。

int[] arr={}

int[] arr=new int[length];

int[] arr=new int[]{1,2,3,4,5}

4.通过索引查询数组中的元素

数组的索引从0开始，每个元素都对应着一个索引处的值。并且索引只能是 int 类型，不能为long更不能是其他的类型。所以数组的最大长度就是 int 的最大值。

5.索引的范围

由于数组的索引时从0开始，所以索引的范围就是从0-(length-1)

6.数组中常见的异常

(1)NullPointException 空指针异常：访问的数据不存在。

private int[] a;

public void test(){
    a[1] = 3;    
}

(2)ArrayIndexOutOfBoundsException 索引越界异常：索引不合理。

int[] arr=new int[5];

int a=arr[-1];
int b=arr[5];

7.常见的数组

字符串，对象数组，哈希表等。

四.数组的优势

数组存在索引，所以很方便查询，直接通过索引值调用get()返回即可。

五.数组的劣势

数组每一次在数组中间增删数据时，需要注意前后的元素，牵一发则动全身。

所以数组增删数据特别慢。

而且，数组的长度是固定的，不能动态改变。

六.动态数组

指一些拥有自动扩容能力的数组。eg：ArrayList,Vector。

1.Vector底层逻辑

底层是一个数组，使用构造器进行对数组长度的初始设置。在无参构造中调用有参构造。

所以在new Vector对象时，就已经创建好了一个长度为10的数组。

add()方法的底层逻辑以及自动扩容：

在自动扩容的方法中，如果触发自动扩容的条件，数组会自动将当前数组的长度作为参数传递过去，Vector的底层会重新new一个长度为之前数组2倍的新数组并将新数组重新赋给原数组来蒙混过关，让使用者以为还是之前那个数组，但是实质上已经不是之前那个数组，而是新数组了。

这种扩容的方式会存在一个缺陷：在每次扩容时，都会留下一个之前的旧数组，在Vector的底层是不会对这个数组进行处理的，而是等内存满了之后才会进行删除。

所以Vector牺牲的是空间，获得更多的存储空间。

2.ArrayList底层逻辑

ArrayList底层同样是数组，但是数组长度的设定和Vector有些不同的方面。

ArrayList的无参构造只是将一个空串赋值给了elementData数组：

所以 ArrayList 在new了对象之后，并不存在数组中有长度的情况，但是，ArrayList 恰恰就是这个小细节与Vector的差距就显现出来了。ArrayList会在第一次 add() 也就是第一次向数组中添加元素时，才会将数组的长度赋值为10。就是说用的时候才创建，这样就比Vector更节省空间一点。

ArrayList的自动扩容和Vector的底层逻辑基本一致，只有一点点不同的地方就是：ArrayList 是1.5倍扩容。