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1-3 数组
数组也是数据呈线性排列的一种数据结构。与前一节中的链表不同,在数组中,访问数据十分简单,而添加和删除数据比较耗工夫。这和1-1节中讲到的姓名按拼音顺序排列的电话簿类似。
参考:1-1 什么是数据结构
01
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0029_0002.jpg?sign=1738831930-0mdmvouk7lv59QsHj1Dn2B5mvbRNmAtO-0-abe9373660d380c8121bb54024bacb15)
这就是数组的概念图。Blue、Yellow、Red作为数据存储在数组中。
02
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0029_0003.jpg?sign=1738831930-o1Vgt4LswFzVP03Kgs1f32xVJNkBNpvP-0-305080e509345ce278f326a3b6402ee1)
数据按顺序存储在内存的连续空间内。
03
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0029_0004.jpg?sign=1738831930-3wghqs02K2CfiGHg6IPkrVwROTGreICo-0-8b2c1dad231ce165dda1398428b5d420)
由于数据是存储在连续空间内的,所以每个数据的内存地址(在内存上的位置)都可以通过数组下标算出,我们也就可以借此直接访问目标数据(这叫作“随机访问”)。
04
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0030_0001.jpg?sign=1738831930-JoVtZ5gMUlL2MO5LJksQYzONTBqcBQZF-0-cbb3c06bc3402519c4f2f69c43556b12)
比如现在我们想要访问Red。如果使用指针就只能从头开始查找,但在数组中,只需要指定a[2],便能直接访问Red。
05
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0030_0002.jpg?sign=1738831930-7HkvpoRGi4Cw6ZbKuisavNP060f4Iw50-0-4c65509e34c0adc520a8dde5de5bda79)
但是,如果想在任意位置上添加或者删除数据,数组的操作就要比链表复杂多了。这里我们尝试将Green添加到第2个位置上。
06
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0030_0003.jpg?sign=1738831930-YywBdSxlTmJO5QjfhjLL2zNimlr1JQkn-0-589b28d5634a86dd89a633ae28990f04)
首先,在数组的末尾确保需要增加的存储空间。
07
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0030_0004.jpg?sign=1738831930-TPNntyThzbwvyMLuQVDdDaSDCj2DNlWN-0-fa8d8d83bf7ec34544ac14512077cd2a)
为了给新数据腾出位置,要把已有数据一个个移开。首先把Red往后移。
08
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0030_0005.jpg?sign=1738831930-3tC8XL7wzQo7EGCiFR7Or2bV2QQLygm5-0-18b44bb3d624826e17e1e868156bf69b)
然后把Yellow往后移。
09
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0030_0006.jpg?sign=1738831930-j3f8FWpbBaq9o7So9mGLtSWRAnUYMuTb-0-6ffaa94fb63faadd852fc11cfd69d838)
最后在空出来的位置上写入Green。
10
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0031_0001.jpg?sign=1738831930-H5p9yf19WWzKZGSYv30IPOYgKSprkhT7-0-b076de4becb6cb0406de56523cbe4ac4)
添加数据的操作就完成了。
11
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0031_0002.jpg?sign=1738831930-wn9AubwsrwvJ3SVHLzW4QBsNiVPTmfa2-0-03f55f3a2b3790e83d63405a0587ecbc)
反过来,如果想要删除Green……
12
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0031_0003.jpg?sign=1738831930-KVoKietNDpzfYYDYRveFKMkYscvgGMwb-0-603a94d7f88e25c8c3006ec2c314aba3)
首先,删掉目标数据(在这里指Green)。
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![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0031_0004.jpg?sign=1738831930-gMbOqZtTPHBp6R8M8XCOGSrDAJlG7kYF-0-d6d356fc0890d09a11fe9ee92b347139)
然后把后面的数据一个个往空位移。先把Yellow往前移。
14
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0031_0005.jpg?sign=1738831930-Ch2VYvRvJrfF86vmGz63cFpatqtWTqeY-0-0020893c6af4b8a15292ddf6ca3c389b)
接下来移动Red。
15
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0032_0001.jpg?sign=1738831930-wm6UY1SoWOQ7RVjk9HphIHwyNJ5ldFqf-0-b935be70ea67c5c2b7f8962257ff1efd)
最后再删掉多余的空间。这样一来Green便被删掉了。
解说
这里讲解一下对数组操作所花费的运行时间。假设数组中有n个数据,由于访问数据时使用的是随机访问(通过下标可计算出内存地址),所以需要的运行时间仅为恒定的O(1)。
但另一方面,想要向数组中添加新数据时,必须把目标位置后面的数据一个个移开。所以,如果在数组头部添加数据,就需要O(n)的时间。删除操作同理。
补充说明
在链表和数组中,数据都是线性地排成一列。在链表中访问数据较为复杂,添加和删除数据较为简单;而在数组中访问数据比较简单,添加和删除数据却比较复杂。
我们可以根据哪种操作较为频繁来决定使用哪种数据结构。
![](https://epubservercos.yuewen.com/0B1C2F/13354221605522106/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0032_0003.jpg?sign=1738831930-i7PfSSEAX2QEEmSAV4trjGSQuLhHMdtn-0-d1a0ce6de93ede037648b8e3a80a58b7)