数组 (Array)

定义：

数组是一种线性数据结构，由一组连续的内存位置组成，用于存储相同类型的元素。

特性：

1. 连续存储：数组中的元素在内存中是连续存储的，这也使得数组支持常数时间复杂度（O(1)）的随机访问。这意味着我们可以通过索引直接访问数组中的任何元素。

2. 大小固定：一旦数组被创建并分配了大小，它的大小通常是固定的，不易动态调整。一些编程语言提供了动态数组或者与数组功能类似的数据结构来解决这一问题。

基本操作：

1. 访问：使用索引访问数组元素。例如，arr[2] 可以用来访问数组 arr 中的第三个元素。

2. 插入：在给定位置插入元素通常需要将该位置后的所有元素向后移动一个位置，时间复杂度为 O(n)。

3. 删除：删除给定位置的元素通常需要将该位置后的所有元素向前移动一个位置，时间复杂度为 O(n)。

4. 更新：直接使用索引更新数组中的元素。例如，arr[2] = 5 将更新数组 arr 中的第三个元素为 5。

应用场景：

• 当需要存储固定数量的相同类型的元素时，数组是一个简单且有效的选择。

• 数组适合于频繁的随机访问操作。

• 在需要进行数值计算或数据处理时，数组可以提供高效的存储和访问方式。

优缺点：

优点：

• 支持常数时间复杂度的随机访问。

• 内存分配是连续的，可以更好地利用CPU缓存。

• 简单且易于理解。

缺点：

• 大小固定，通常不能动态调整。

• 插入和删除操作的时间复杂度较高，可能需要移动大量元素。

• 由于内存是连续分配的，可能会导致碎片化问题。

总结：

数组是一种基础但非常重要的数据结构，广泛应用于各种编程场景和算法实现中。了解其特性、操作和应用场景可以帮助我们更有效地使用和优化算法和程序设计。