什么是数组？

• 数组是元素的集合，每个元素都由索引或键标识。
• 数组具有固定和动态大小
• 同质元素 → 数组中的所有元素具有相同的数据类型。
• 异构元素→同一数组中允许不同的数据类型。

// Homogeneous 
int[] intArray = new int[5]; // Array of integers String[] 
stringArray = new String[5]; // Array of strings

// Heterogeneous
mixedArray = [1, "hello", 3.14, True]  # Mixed data types in one list

数组的特点

• 索引：大多数编程语言中从零开始的索引。
• 大小：固定大小（静态），不能动态更改（具有动态数组的语言除外）。
• 内存分配：数组元素的连续内存分配。这意味着每个元素在内存中都紧邻前一个元素。这是可能的，因为所有元素的大小相同，允许系统使用其索引计算任何元素的内存地址。

数组运算

• 插入：通常涉及移位元素，时间复杂度为 O(n)。
• 删除：与插入类似，元素可能需要移动。除了最后一个索引
• 遍历：遍历所有元素，时间复杂度O(n)。
• 访问时间：使用索引访问元素的时间复杂度为 O(1)。

数组的类型

• 一维数组：最简单的形式，如列表。
• 多维数组：数组的数组（例如，二维数组）。
• 锯齿数组：具有不同长度子数组的数组。
• 动态数组（例如Java中的ArrayList）：可以动态增长大小的数组。

数组的优点

• 效率：元素的访问时间为 O(1)。
• 内存利用率：由于连续存储而有效地使用内存。
• 易于使用：简化数据管理和操作，如排序和搜索

数组的缺点

• 固定尺寸：尺寸一旦声明就无法更改。除了动态数组
• 插入/删除成本：插入或删除元素的复杂度为 O(n)，尤其是在中间。
• 内存浪费：未使用的元素仍然占据空间。

数组的实际应用

• 存储数据：在存储元素集合的编程中常见。
• 排序算法：许多排序算法是为数组设计的（例如，QuickSort、MergeSort）。
• 矩阵运算：二维数组用于数学和图形中的矩阵运算。
• 实现堆栈和队列：可以使用数组实现基本数据结构。

数组的最佳实践

• 避免不必要的复制：注意需要复制元素的操作。
• 需要时使用动态数组：如果大小不确定，首选动态数组。
• 利用内置函数：利用特定于语言的函数进行数组操作。
• 边界检查：始终检查边界条件以避免 IndexOutOfBoundsException。

GO 中的静态和动态数组示例

package main

import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

func main() {
    // Static Array
    var staticArr [5]int64
    staticArr[0] = 1
    staticArr[1] = 2
    staticArr[2] = 3
    staticArr[3] = 4
    staticArr[4] = 5
    elementSize := unsafe.Sizeof(staticArr[0])
    totalSize := elementSize * uintptr(len(staticArr))
    fmt.Printf("Memory used by static array: %d bytes\n", totalSize)
    fmt.Println()

    // Dynamic Array (Slice)
    dynamicArr := make([]int32, 0, 5)
    before := unsafe.Sizeof(dynamicArr[0])
    beforeTotal := before * uintptr(len(dynamicArr))
    fmt.Printf("Memory used by dynamic array (before): %d bytes\n", beforeTotal)

    // Append elements to dynamic array
    for i := 0; i