2021-05-14

05 | 数组：为什么很多编程语言中数组都从0开始编号？

什么是数组？

数组（Array）是一种线性表数据结构。它用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。

第二个是连续的内存空间和相同类型的数据。

优点：两限制使得具有随机访问的特性缺点：删除，插入数据效率低

什么是线性表结构

线性表就是数据排成像一条线一样的结构。每个线性表上的数据最多只有前和后两个方向。其实除了数组，链表、队列、栈等也是线性表结构。

非线性表，比如二叉树、堆、图等。之所以叫非线性，是因为，在非线性表中，数据之间并不是简单的前后关系。

如何实现根据下标随机访问数组元素的吗？

a[i]_address = base_address + i * data_type_size

base_address 内存块的首地址

data_type_size表示数组中每个元素的大小

数组的复杂度？

链表适合插入、删除，时间复杂度O(1)；数组支持随机访问，根据下标随机访问的时间复杂度为O(1)。

为什么数据需要从0开始呢？

存储的内存模型上来看，下标”最确切的定义应该是“偏移（offset）；a[0]就是偏移为0的位置，也就是首地址；如果从1开始，计算的时候需要多做一次减法操作；效率的优化不够极致

历史的原因；C语言设计者用0开始计数数组下标，降低学习成本

但是，如果数组从1开始计数，那我们计算数组元素a[k]的内存地址就会变为：

a[k]_address = base_address + (k-1)*type_size

对比两个公式，我们不难发现，从1开始编号，每次随机访问数组元素都多了一次减法运算，对于CPU来说，就是多了一次减法指令。