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comments: true
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# 4.1. 数组
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「数组 Array」是一种将 **相同类型元素** 存储在 **连续内存空间** 的数据结构，将元素在数组中的位置称为元素的「索引 Index」。
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<p align="center"> Fig. 数组定义与存储方式 </p>
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!!! note
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观察上图，我们发现 **数组首元素的索引为 $0$** 。你可能会想，这并不符合日常习惯，首个元素的索引为什么不是 $1$ 呢，这不是更加自然吗？我认同你的想法，但请先记住这个设定，后面讲内存地址计算时，我会尝试解答这个问题。
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**数组有多种初始化写法**。根据实际需要，选代码最短的那一种就好。
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=== "Java"
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```java title="array.java"
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/* 初始化数组 */
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int[] arr = new int[5]; // { 0, 0, 0, 0, 0 }
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int[] nums = { 1, 3, 2, 5, 4 };
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```
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=== "C++"
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```cpp title="array.cpp"
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|
/* 初始化数组 */
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|
int* arr = new int[5];
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int* nums = new int[5] { 1, 3, 2, 5, 4 };
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```
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=== "Python"
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```python title="array.py"
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""" 初始化数组 """
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arr = [0] * 5 # [ 0, 0, 0, 0, 0 ]
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nums = [1, 3, 2, 5, 4]
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```
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=== "Go"
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```go title="array.go"
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/* 初始化数组 */
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var arr [5]int
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// 在 Go 中，指定长度时（[5]int）为数组，不指定长度时（[]int）为切片
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// 由于 Go 的数组被设计为在编译期确定长度，因此只能使用常量来指定长度
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// 为了方便实现扩容 extend() 方法，以下将切片（Slice）看作数组（Array）
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nums := []int{1, 3, 2, 5, 4}
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```
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=== "JavaScript"
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```javascript title="array.js"
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/* 初始化数组 */
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var arr = new Array(5).fill(0);
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var nums = [1, 3, 2, 5, 4];
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```
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=== "TypeScript"
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```typescript title="array.ts"
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/* 初始化数组 */
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let arr: number[] = new Array(5).fill(0);
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|
let nums: number[] = [1, 3, 2, 5, 4];
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```
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=== "C"
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```c title="array.c"
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|
int arr[5] = { 0 }; // { 0, 0, 0, 0, 0 }
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int nums[5] = { 1, 3, 2, 5, 4 };
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```
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=== "C#"
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|
```csharp title="array.cs"
|
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|
/* 初始化数组 */
|
|
|
int[] arr = new int[5]; // { 0, 0, 0, 0, 0 }
|
|
|
int[] nums = { 1, 3, 2, 5, 4 };
|
|
|
```
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=== "Swift"
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```swift title="array.swift"
|
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|
/* 初始化数组 */
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|
let arr = Array(repeating: 0, count: 5) // [0, 0, 0, 0, 0]
|
|
|
let nums = [1, 3, 2, 5, 4]
|
|
|
```
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|
|
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=== "Zig"
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|
```zig title="array.zig"
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|
// 初始化数组
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|
var arr = [_]i32{0} ** 5; // { 0, 0, 0, 0, 0 }
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|
var nums = [_]i32{ 1, 3, 2, 5, 4 };
|
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|
```
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## 4.1.1. 数组优点
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**在数组中访问元素非常高效**。这是因为在数组中，计算元素的内存地址非常容易。给定数组首个元素的地址、和一个元素的索引，利用以下公式可以直接计算得到该元素的内存地址，从而直接访问此元素。
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<p align="center"> Fig. 数组元素的内存地址计算 </p>
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```java title=""
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// 元素内存地址 = 数组内存地址 + 元素长度 * 元素索引
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elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
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```
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**为什么数组元素索引从 0 开始编号？** 根据地址计算公式，**索引本质上表示的是内存地址偏移量**，首个元素的地址偏移量是 $0$ ，那么索引是 $0$ 也就很自然了。
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访问元素的高效性带来了许多便利。例如，我们可以在 $O(1)$ 时间内随机获取一个数组中的元素。
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=== "Java"
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```java title="array.java"
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|
/* 随机返回一个数组元素 */
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|
int randomAccess(int[] nums) {
|
|
|
// 在区间 [0, nums.length) 中随机抽取一个数字
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|
|
int randomIndex = ThreadLocalRandom.current().
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|
nextInt(0, nums.length);
|
|
|
// 获取并返回随机元素
|
|
|
int randomNum = nums[randomIndex];
|
|
|
return randomNum;
|
|
|
}
|
|
|
```
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=== "C++"
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```cpp title="array.cpp"
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|
/* 随机返回一个数组元素 */
|
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|
int randomAccess(int* nums, int size) {
|
|
|
// 在区间 [0, size) 中随机抽取一个数字
|
|
|
int randomIndex = rand() % size;
|
|
|
// 获取并返回随机元素
|
|
|
int randomNum = nums[randomIndex];
|
|
|
return randomNum;
|
|
|
}
|
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|
```
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=== "Python"
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|
|
|
```python title="array.py"
|
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|
""" 随机访问元素 """
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|
def random_access(nums):
|
|
|
# 在区间 [0, len(nums)-1] 中随机抽取一个数字
|
|
|
random_index = random.randint(0, len(nums) - 1)
|
|
|
# 获取并返回随机元素
|
|
|
random_num = nums[random_index]
|
|
|
return random_num
|
|
|
```
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|
|
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|
=== "Go"
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|
|
|
|
|
```go title="array.go"
|
|
|
/* 随机返回一个数组元素 */
|
|
|
func randomAccess(nums []int) (randomNum int) {
|
|
|
// 在区间 [0, nums.length) 中随机抽取一个数字
|
|
|
randomIndex := rand.Intn(len(nums))
|
|
|
// 获取并返回随机元素
|
|
|
randomNum = nums[randomIndex]
|
|
|
return
|
|
|
}
|
|
|
```
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|
|
|
|
|
=== "JavaScript"
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|
|
|
|
|
```javascript title="array.js"
|
|
|
/* 随机返回一个数组元素 */
|
|
|
function randomAccess(nums) {
|
|
|
// 在区间 [0, nums.length) 中随机抽取一个数字
|
|
|
const random_index = Math.floor(Math.random() * nums.length);
|
|
|
// 获取并返回随机元素
|
|
|
const random_num = nums[random_index];
|
|
|
return random_num;
|
|
|
}
|
|
|
```
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|
|
|
|
|
=== "TypeScript"
|
|
|
|
|
|
```typescript title="array.ts"
|
|
|
/* 随机返回一个数组元素 */
|
|
|
function randomAccess(nums: number[]): number {
|
|
|
// 在区间 [0, nums.length) 中随机抽取一个数字
|
|
|
const random_index = Math.floor(Math.random() * nums.length);
|
|
|
// 获取并返回随机元素
|
|
|
const random_num = nums[random_index];
|
|
|
return random_num;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C"
|
|
|
|
|
|
```c title="array.c"
|
|
|
[class]{}-[func]{randomAccess}
|
|
|
```
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|
|
|
|
|
=== "C#"
|
|
|
|
|
|
```csharp title="array.cs"
|
|
|
/* 随机返回一个数组元素 */
|
|
|
int randomAccess(int[] nums)
|
|
|
{
|
|
|
Random random = new();
|
|
|
// 在区间 [0, nums.Length) 中随机抽取一个数字
|
|
|
int randomIndex = random.Next(nums.Length);
|
|
|
// 获取并返回随机元素
|
|
|
int randomNum = nums[randomIndex];
|
|
|
return randomNum;
|
|
|
}
|
|
|
```
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|
|
|
|
|
=== "Swift"
|
|
|
|
|
|
```swift title="array.swift"
|
|
|
/* 随机返回一个数组元素 */
|
|
|
func randomAccess(nums: [Int]) -> Int {
|
|
|
// 在区间 [0, nums.count) 中随机抽取一个数字
|
|
|
let randomIndex = nums.indices.randomElement()!
|
|
|
// 获取并返回随机元素
|
|
|
let randomNum = nums[randomIndex]
|
|
|
return randomNum
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Zig"
|
|
|
|
|
|
```zig title="array.zig"
|
|
|
// 随机返回一个数组元素
|
|
|
fn randomAccess(nums: []i32) i32 {
|
|
|
// 在区间 [0, nums.len) 中随机抽取一个整数
|
|
|
var randomIndex = std.crypto.random.intRangeLessThan(usize, 0, nums.len);
|
|
|
// 获取并返回随机元素
|
|
|
var randomNum = nums[randomIndex];
|
|
|
return randomNum;
|
|
|
}
|
|
|
```
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|
|
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|
|
## 4.1.2. 数组缺点
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|
**数组在初始化后长度不可变**。由于系统无法保证数组之后的内存空间是可用的，因此数组长度无法扩展。而若希望扩容数组，则需新建一个数组，然后把原数组元素依次拷贝到新数组，在数组很大的情况下，这是非常耗时的。
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|
=== "Java"
|
|
|
|
|
|
```java title="array.java"
|
|
|
/* 扩展数组长度 */
|
|
|
int[] extend(int[] nums, int enlarge) {
|
|
|
// 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
int[] res = new int[nums.length + enlarge];
|
|
|
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
res[i] = nums[i];
|
|
|
}
|
|
|
// 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C++"
|
|
|
|
|
|
```cpp title="array.cpp"
|
|
|
/* 扩展数组长度 */
|
|
|
int* extend(int* nums, int size, int enlarge) {
|
|
|
// 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
int* res = new int[size + enlarge];
|
|
|
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
for (int i = 0; i < size; i++) {
|
|
|
res[i] = nums[i];
|
|
|
}
|
|
|
// 释放内存
|
|
|
delete[] nums;
|
|
|
// 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Python"
|
|
|
|
|
|
```python title="array.py"
|
|
|
""" 扩展数组长度 """
|
|
|
# 请注意，Python 的 list 是动态数组，可以直接扩展
|
|
|
# 为了方便学习，本函数将 list 看作是长度不可变的数组
|
|
|
def extend(nums, enlarge):
|
|
|
# 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
res = [0] * (len(nums) + enlarge)
|
|
|
# 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
for i in range(len(nums)):
|
|
|
res[i] = nums[i]
|
|
|
# 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Go"
|
|
|
|
|
|
```go title="array.go"
|
|
|
/* 扩展数组长度 */
|
|
|
func extend(nums []int, enlarge int) []int {
|
|
|
// 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
res := make([]int, len(nums)+enlarge)
|
|
|
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
for i, num := range nums {
|
|
|
res[i] = num
|
|
|
}
|
|
|
// 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "JavaScript"
|
|
|
|
|
|
```javascript title="array.js"
|
|
|
/* 扩展数组长度 */
|
|
|
// 请注意，JavaScript 的 Array 是动态数组，可以直接扩展
|
|
|
// 为了方便学习，本函数将 Array 看作是长度不可变的数组
|
|
|
function extend(nums, enlarge) {
|
|
|
// 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
const res = new Array(nums.length + enlarge).fill(0);
|
|
|
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
res[i] = nums[i];
|
|
|
}
|
|
|
// 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "TypeScript"
|
|
|
|
|
|
```typescript title="array.ts"
|
|
|
/* 扩展数组长度 */
|
|
|
// 请注意，TypeScript 的 Array 是动态数组，可以直接扩展
|
|
|
// 为了方便学习，本函数将 Array 看作是长度不可变的数组
|
|
|
function extend(nums: number[], enlarge: number): number[] {
|
|
|
// 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
const res = new Array(nums.length + enlarge).fill(0);
|
|
|
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
res[i] = nums[i];
|
|
|
}
|
|
|
// 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C"
|
|
|
|
|
|
```c title="array.c"
|
|
|
[class]{}-[func]{extend}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C#"
|
|
|
|
|
|
```csharp title="array.cs"
|
|
|
/* 扩展数组长度 */
|
|
|
int[] extend(int[] nums, int enlarge)
|
|
|
{
|
|
|
// 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
int[] res = new int[nums.Length + enlarge];
|
|
|
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
|
|
{
|
|
|
res[i] = nums[i];
|
|
|
}
|
|
|
// 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Swift"
|
|
|
|
|
|
```swift title="array.swift"
|
|
|
/* 扩展数组长度 */
|
|
|
func extend(nums: [Int], enlarge: Int) -> [Int] {
|
|
|
// 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
var res = Array(repeating: 0, count: nums.count + enlarge)
|
|
|
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
for i in nums.indices {
|
|
|
res[i] = nums[i]
|
|
|
}
|
|
|
// 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Zig"
|
|
|
|
|
|
```zig title="array.zig"
|
|
|
// 扩展数组长度
|
|
|
fn extend(mem_allocator: std.mem.Allocator, nums: []i32, enlarge: usize) ![]i32 {
|
|
|
// 初始化一个扩展长度后的数组
|
|
|
var res = try mem_allocator.alloc(i32, nums.len + enlarge);
|
|
|
std.mem.set(i32, res, 0);
|
|
|
// 将原数组中的所有元素复制到新数组
|
|
|
std.mem.copy(i32, res, nums);
|
|
|
// 返回扩展后的新数组
|
|
|
return res;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
**数组中插入或删除元素效率低下**。假设我们想要在数组中间某位置插入一个元素，由于数组元素在内存中是“紧挨着的”，它们之间没有空间再放任何数据。因此，我们不得不将此索引之后的所有元素都向后移动一位，然后再把元素赋值给该索引。删除元素也是类似，需要把此索引之后的元素都向前移动一位。总体看有以下缺点：
|
|
|
|
|
|
- **时间复杂度高**：数组的插入和删除的平均时间复杂度均为 $O(N)$ ，其中 $N$ 为数组长度。
|
|
|
- **丢失元素**：由于数组的长度不可变，因此在插入元素后，超出数组长度范围的元素会被丢失。
|
|
|
- **内存浪费**：我们一般会初始化一个比较长的数组，只用前面一部分，这样在插入数据时，丢失的末尾元素都是我们不关心的，但这样做同时也会造成内存空间的浪费。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<p align="center"> Fig. 在数组中插入与删除元素 </p>
|
|
|
|
|
|
=== "Java"
|
|
|
|
|
|
```java title="array.java"
|
|
|
/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
|
|
|
void insert(int[] nums, int num, int index) {
|
|
|
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
for (int i = nums.length - 1; i > index; i--) {
|
|
|
nums[i] = nums[i - 1];
|
|
|
}
|
|
|
// 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num;
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
/* 删除索引 index 处元素 */
|
|
|
void remove(int[] nums, int index) {
|
|
|
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
for (int i = index; i < nums.length - 1; i++) {
|
|
|
nums[i] = nums[i + 1];
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C++"
|
|
|
|
|
|
```cpp title="array.cpp"
|
|
|
/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
|
|
|
void insert(int* nums, int size, int num, int index) {
|
|
|
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
for (int i = size - 1; i > index; i--) {
|
|
|
nums[i] = nums[i - 1];
|
|
|
}
|
|
|
// 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num;
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
/* 删除索引 index 处元素 */
|
|
|
void remove(int* nums, int size, int index) {
|
|
|
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
for (int i = index; i < size - 1; i++) {
|
|
|
nums[i] = nums[i + 1];
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Python"
|
|
|
|
|
|
```python title="array.py"
|
|
|
""" 在数组的索引 index 处插入元素 num """
|
|
|
def insert(nums, num, index):
|
|
|
# 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
for i in range(len(nums) - 1, index, -1):
|
|
|
nums[i] = nums[i - 1]
|
|
|
# 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num
|
|
|
|
|
|
""" 删除索引 index 处元素 """
|
|
|
def remove(nums, index):
|
|
|
# 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
for i in range(index, len(nums) - 1):
|
|
|
nums[i] = nums[i + 1]
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Go"
|
|
|
|
|
|
```go title="array.go"
|
|
|
/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
|
|
|
func insert(nums []int, num int, index int) {
|
|
|
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
for i := len(nums) - 1; i > index; i-- {
|
|
|
nums[i] = nums[i-1]
|
|
|
}
|
|
|
// 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
/* 删除索引 index 处元素 */
|
|
|
func remove(nums []int, index int) {
|
|
|
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
for i := index; i < len(nums)-1; i++ {
|
|
|
nums[i] = nums[i+1]
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "JavaScript"
|
|
|
|
|
|
```javascript title="array.js"
|
|
|
/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
|
|
|
function insert(nums, num, index) {
|
|
|
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
for (let i = nums.length - 1; i > index; i--) {
|
|
|
nums[i] = nums[i - 1];
|
|
|
}
|
|
|
// 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num;
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
/* 删除索引 index 处元素 */
|
|
|
function remove(nums, index) {
|
|
|
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
for (let i = index; i < nums.length - 1; i++) {
|
|
|
nums[i] = nums[i + 1];
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "TypeScript"
|
|
|
|
|
|
```typescript title="array.ts"
|
|
|
/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
|
|
|
function insert(nums: number[], num: number, index: number): void {
|
|
|
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
for (let i = nums.length - 1; i > index; i--) {
|
|
|
nums[i] = nums[i - 1];
|
|
|
}
|
|
|
// 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num;
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
/* 删除索引 index 处元素 */
|
|
|
function remove(nums: number[], index: number): void {
|
|
|
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
for (let i = index; i < nums.length - 1; i++) {
|
|
|
nums[i] = nums[i + 1];
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C"
|
|
|
|
|
|
```c title="array.c"
|
|
|
[class]{}-[func]{insert}
|
|
|
|
|
|
[class]{}-[func]{removeItem}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C#"
|
|
|
|
|
|
```csharp title="array.cs"
|
|
|
/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
|
|
|
void insert(int[] nums, int num, int index)
|
|
|
{
|
|
|
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
for (int i = nums.Length - 1; i > index; i--)
|
|
|
{
|
|
|
nums[i] = nums[i - 1];
|
|
|
}
|
|
|
// 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num;
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
/* 删除索引 index 处元素 */
|
|
|
void remove(int[] nums, int index)
|
|
|
{
|
|
|
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
for (int i = index; i < nums.Length - 1; i++)
|
|
|
{
|
|
|
nums[i] = nums[i + 1];
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Swift"
|
|
|
|
|
|
```swift title="array.swift"
|
|
|
/* 在数组的索引 index 处插入元素 num */
|
|
|
func insert(nums: inout [Int], num: Int, index: Int) {
|
|
|
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
for i in sequence(first: nums.count - 1, next: { $0 > index + 1 ? $0 - 1 : nil }) {
|
|
|
nums[i] = nums[i - 1]
|
|
|
}
|
|
|
// 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
/* 删除索引 index 处元素 */
|
|
|
func remove(nums: inout [Int], index: Int) {
|
|
|
let count = nums.count
|
|
|
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
for i in sequence(first: index, next: { $0 < count - 1 - 1 ? $0 + 1 : nil }) {
|
|
|
nums[i] = nums[i + 1]
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Zig"
|
|
|
|
|
|
```zig title="array.zig"
|
|
|
// 在数组的索引 index 处插入元素 num
|
|
|
fn insert(nums: []i32, num: i32, index: usize) void {
|
|
|
// 把索引 index 以及之后的所有元素向后移动一位
|
|
|
var i = nums.len - 1;
|
|
|
while (i > index) : (i -= 1) {
|
|
|
nums[i] = nums[i - 1];
|
|
|
}
|
|
|
// 将 num 赋给 index 处元素
|
|
|
nums[index] = num;
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
// 删除索引 index 处元素
|
|
|
fn remove(nums: []i32, index: usize) void {
|
|
|
// 把索引 index 之后的所有元素向前移动一位
|
|
|
var i = index;
|
|
|
while (i < nums.len - 1) : (i += 1) {
|
|
|
nums[i] = nums[i + 1];
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
## 4.1.3. 数组常用操作
|
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|
**数组遍历**。以下介绍两种常用的遍历方法。
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|
|
=== "Java"
|
|
|
|
|
|
```java title="array.java"
|
|
|
/* 遍历数组 */
|
|
|
void traverse(int[] nums) {
|
|
|
int count = 0;
|
|
|
// 通过索引遍历数组
|
|
|
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
count++;
|
|
|
}
|
|
|
// 直接遍历数组
|
|
|
for (int num : nums) {
|
|
|
count++;
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C++"
|
|
|
|
|
|
```cpp title="array.cpp"
|
|
|
/* 遍历数组 */
|
|
|
void traverse(int* nums, int size) {
|
|
|
int count = 0;
|
|
|
// 通过索引遍历数组
|
|
|
for (int i = 0; i < size; i++) {
|
|
|
count++;
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Python"
|
|
|
|
|
|
```python title="array.py"
|
|
|
""" 遍历数组 """
|
|
|
def traverse(nums):
|
|
|
count = 0
|
|
|
# 通过索引遍历数组
|
|
|
for i in range(len(nums)):
|
|
|
count += 1
|
|
|
# 直接遍历数组
|
|
|
for num in nums:
|
|
|
count += 1
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Go"
|
|
|
|
|
|
```go title="array.go"
|
|
|
/* 遍历数组 */
|
|
|
func traverse(nums []int) {
|
|
|
count := 0
|
|
|
// 通过索引遍历数组
|
|
|
for i := 0; i < len(nums); i++ {
|
|
|
count++
|
|
|
}
|
|
|
count = 0
|
|
|
// 直接遍历数组
|
|
|
for range nums {
|
|
|
count++
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "JavaScript"
|
|
|
|
|
|
```javascript title="array.js"
|
|
|
/* 遍历数组 */
|
|
|
function traverse(nums) {
|
|
|
let count = 0;
|
|
|
// 通过索引遍历数组
|
|
|
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
count++;
|
|
|
}
|
|
|
// 直接遍历数组
|
|
|
for (let num of nums) {
|
|
|
count += 1;
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "TypeScript"
|
|
|
|
|
|
```typescript title="array.ts"
|
|
|
/* 遍历数组 */
|
|
|
function traverse(nums: number[]): void {
|
|
|
let count = 0;
|
|
|
// 通过索引遍历数组
|
|
|
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
count++;
|
|
|
}
|
|
|
// 直接遍历数组
|
|
|
for (let num of nums) {
|
|
|
count += 1;
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C"
|
|
|
|
|
|
```c title="array.c"
|
|
|
[class]{}-[func]{traverse}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C#"
|
|
|
|
|
|
```csharp title="array.cs"
|
|
|
/* 遍历数组 */
|
|
|
void traverse(int[] nums)
|
|
|
{
|
|
|
int count = 0;
|
|
|
// 通过索引遍历数组
|
|
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
|
|
{
|
|
|
count++;
|
|
|
}
|
|
|
// 直接遍历数组
|
|
|
foreach (int num in nums)
|
|
|
{
|
|
|
count++;
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Swift"
|
|
|
|
|
|
```swift title="array.swift"
|
|
|
/* 遍历数组 */
|
|
|
func traverse(nums: [Int]) {
|
|
|
var count = 0
|
|
|
// 通过索引遍历数组
|
|
|
for _ in nums.indices {
|
|
|
count += 1
|
|
|
}
|
|
|
// 直接遍历数组
|
|
|
for _ in nums {
|
|
|
count += 1
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Zig"
|
|
|
|
|
|
```zig title="array.zig"
|
|
|
// 遍历数组
|
|
|
fn traverse(nums: []i32) void {
|
|
|
var count: i32 = 0;
|
|
|
// 通过索引遍历数组
|
|
|
var i: i32 = 0;
|
|
|
while (i < nums.len) : (i += 1) {
|
|
|
count += 1;
|
|
|
}
|
|
|
count = 0;
|
|
|
// 直接遍历数组
|
|
|
for (nums) |_| {
|
|
|
count += 1;
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
**数组查找**。通过遍历数组，查找数组内的指定元素，并输出对应索引。
|
|
|
|
|
|
=== "Java"
|
|
|
|
|
|
```java title="array.java"
|
|
|
/* 在数组中查找指定元素 */
|
|
|
int find(int[] nums, int target) {
|
|
|
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
if (nums[i] == target)
|
|
|
return i;
|
|
|
}
|
|
|
return -1;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C++"
|
|
|
|
|
|
```cpp title="array.cpp"
|
|
|
/* 在数组中查找指定元素 */
|
|
|
int find(int* nums, int size, int target) {
|
|
|
for (int i = 0; i < size; i++) {
|
|
|
if (nums[i] == target)
|
|
|
return i;
|
|
|
}
|
|
|
return -1;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Python"
|
|
|
|
|
|
```python title="array.py"
|
|
|
""" 在数组中查找指定元素 """
|
|
|
def find(nums, target):
|
|
|
for i in range(len(nums)):
|
|
|
if nums[i] == target:
|
|
|
return i
|
|
|
return -1
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Go"
|
|
|
|
|
|
```go title="array.go"
|
|
|
/* 在数组中查找指定元素 */
|
|
|
func find(nums []int, target int) (index int) {
|
|
|
index = -1
|
|
|
for i := 0; i < len(nums); i++ {
|
|
|
if nums[i] == target {
|
|
|
index = i
|
|
|
break
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
return
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "JavaScript"
|
|
|
|
|
|
```javascript title="array.js"
|
|
|
/* 在数组中查找指定元素 */
|
|
|
function find(nums, target) {
|
|
|
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
if (nums[i] == target) return i;
|
|
|
}
|
|
|
return -1;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "TypeScript"
|
|
|
|
|
|
```typescript title="array.ts"
|
|
|
/* 在数组中查找指定元素 */
|
|
|
function find(nums: number[], target: number): number {
|
|
|
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
|
|
|
if (nums[i] === target) {
|
|
|
return i;
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
return -1;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C"
|
|
|
|
|
|
```c title="array.c"
|
|
|
[class]{}-[func]{find}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "C#"
|
|
|
|
|
|
```csharp title="array.cs"
|
|
|
/* 在数组中查找指定元素 */
|
|
|
int find(int[] nums, int target)
|
|
|
{
|
|
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
|
|
{
|
|
|
if (nums[i] == target)
|
|
|
return i;
|
|
|
}
|
|
|
return -1;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Swift"
|
|
|
|
|
|
```swift title="array.swift"
|
|
|
/* 在数组中查找指定元素 */
|
|
|
func find(nums: [Int], target: Int) -> Int {
|
|
|
for i in nums.indices {
|
|
|
if nums[i] == target {
|
|
|
return i
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
return -1
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
=== "Zig"
|
|
|
|
|
|
```zig title="array.zig"
|
|
|
// 在数组中查找指定元素
|
|
|
fn find(nums: []i32, target: i32) i32 {
|
|
|
for (nums) |num, i| {
|
|
|
if (num == target) return @intCast(i32, i);
|
|
|
}
|
|
|
return -1;
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
## 4.1.4. 数组典型应用
|
|
|
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|
|
**随机访问**。如果我们想要随机抽取一些样本，那么可以用数组存储，并生成一个随机序列，根据索引实现样本的随机抽取。
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|
**二分查找**。例如前文查字典的例子，我们可以将字典中的所有字按照拼音顺序存储在数组中，然后使用与日常查纸质字典相同的“翻开中间，排除一半”的方式，来实现一个查电子字典的算法。
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|
|
|
|
**深度学习**。神经网络中大量使用了向量、矩阵、张量之间的线性代数运算，这些数据都是以数组的形式构建的。数组是神经网络编程中最常使用的数据结构。
|
