数据结构与算法——数组
1. 概述
数组（Array）是一种很基础的数据结构，几乎绝大多数编程语言都会支持数组这种数据结构。数组是一种线性结构，使用一组连续的内存空间，来存储相同类型的数据。
所谓线性结构，就是指数据是前后排列的，只有前后两个方向，除了数组，其他的比如链表、栈、队列都是线性结构。
因为数组是使用连续的内存空间来存储数据的，所以数组的最大的特点就是支持根据下标随机访问数据，这是数组最大的优势。但是，有利就有弊，虽然数组高效的支持下标访问，只不过在插入和删除数据的时候就比较低效了，为了保证内存的连续性，必须要进行数据搬移。
2. 插入数据
先来看看插入操作，假如有一个数组 [3, 4, 6, 8, 7, 2, 5]，第一种情况是插入的元素位于数组的最后一个位置，那么不用进行数据搬移，时间复杂度为 O(1) ，如果插入的位置是第一个，那么必须移动整个数组，时间复杂度为 O(n) 。
这里有另外一个处理思路：如果数组中存储的数据不在乎彼此顺序的话，那么插入数据的时候，我们可以直接将插入位置的元素放到数组最后一位，腾出位置给新的元素。就像下图这样：
3. 删除数据
再来看看删除操作，还是上面的数组 [3, 4, 6, 8, 7, 2, 5]，如果删除的是最后一个元素，那么不需要进行数据搬移，如果删除的是第一个元素，那么数组每一个元素都会向前移动一位。
只不过，在某些场景下，如果不是特别追求数据的连续性，那么我们可以采用另一种思路来处理删除操作。例如数组的大小为 10 ，现在存储了 7 个元素，分别是 [3, 4, 6, 8, 7, 2, 5]，如果我们要删除 3 4 6 这三个元素，我们先将其标记为删除，等到数组空间不够的时候，在集中性的进行数据搬移，这样就大大减少了数据搬移的次数！
是不是非常高效呢？
4. Java 容器
在 Java 语言中，提供了一个可以支持动态扩容的数组容器：ArrayList，如果你熟悉 Java 语言的话，几乎每天都会和这个容器打交道，它封装了一些数组的操作，并且在数组空间不够的时候，自动扩容为原来的 1.5 倍。
只不过，在使用 ArrayList 的时候，要是能够指定大小，最好指定，这样会减少申请内存空间和数据搬移的操作。
5. 代码示例
下面是简单的支持动态扩容的数组实现：
/*
* 泛型动态数组
*/
public class GenericArray<T> {
private T[] data;
private int count;//数组中存储的个数
public GenericArray(int capacity) {
this.data = (T[]) new Object[capacity];
this.count = 0;
}
public GenericArray() {
this(16);
}
//返回数组中元素的个数
public int getSize() {
return this.count;
}
//返回数组容量
public int getCapacity() {
return this.data.length;
}
//设置某个位置的数据
public void set(int index, T value) {
if (count == data.length) {
//扩容
resize(data.length * 2);
}
checkIndex(index);
if (index == count) {
data[count ++] = value;
return;
}
//常规删除
for (int i = count; i < index; i --)
data[i] = data[i - 1];
data[index] = value;
count ++;
}
//在数组末尾插入数据
public void insert(T value) {
set(count, value);
}
//删除数据
public T remove(int index) {
if(index == count) throw new IllegalArgumentException("Index Illegal!");
checkIndex(index);
T result = data[index];
for (int i = index; i < count - 1; i ++)
data[i] = data[i + 1];
count --;
//缩容
if (count == data.length / 2) {
resize(data.length / 2);
}
return result;
}
//检查下标的方法
public void checkIndex(int index) {
if(index < 0 || index > count) throw new IllegalArgumentException("Index Illegal!");
}
//重新设置数组的容量, 对应的操作是扩容和缩容
private void resize(int capacity) {
T[] temp = (T[]) new Object[capacity];
for (int i = 0; i < count; i++) {
temp[i] = data[i];
}
data = temp;
}
}是不是很简单呢？后面接着讲数据结构与算法的知识！