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youngyangyang04
2021-05-13 21:24:03 +08:00
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<p align="center"><strong>欢迎大家参与本项目,贡献其他语言版本的代码,拥抱开源,让更多学习算法的小伙伴们收益!</strong></p>
## 数组理论基础
数组是非常基础的数据结构,在面试中,考察数组的题目一般在思维上都不难,主要是考察对代码的掌控能力
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![算法通关数组](https://code-thinking.cdn.bcebos.com/pics/%E7%AE%97%E6%B3%95%E9%80%9A%E5%85%B3%E6%95%B0%E7%BB%84.png)
需要两点注意的是
* **数组下标都是从0开始的。**
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![算法通关数组1](https://code-thinking.cdn.bcebos.com/pics/%E7%AE%97%E6%B3%95%E9%80%9A%E5%85%B3%E6%95%B0%E7%BB%841.png)
而且大家如果使用C++的话要注意vector 和 array的区别vector的底层实现是array严格来讲vector是容器不是数组。
**数组的元素是不能删的,只能覆盖。**
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![算法通关数组2](https://code-thinking.cdn.bcebos.com/pics/%E7%AE%97%E6%B3%95%E9%80%9A%E5%85%B3%E6%95%B0%E7%BB%842.png)
**那么二维数组在内存的空间地址是连续的么?**
不同编程语言的内存管理是不一样的以C++为例在C++中二维数组是连续分布的,如图:
不同编程语言的内存管理是不一样的以C++为例在C++中二维数组是连续分布的
我们来做一个实验C++测试代码如下:
```C++
void test_arr() {
int array[2][3] = {
{0, 1, 2},
{3, 4, 5}
};
cout << &array[0][0] << " " << &array[0][1] << " " << &array[0][2] << endl;
cout << &array[1][0] << " " << &array[1][1] << " " << &array[1][2] << endl;
}
int main() {
test_arr();
}
```
测试地址为
```
0x7ffee4065820 0x7ffee4065824 0x7ffee4065828
0x7ffee406582c 0x7ffee4065830 0x7ffee4065834
```
注意地址为16进制可以看出二维数组地址是连续一条线的。
一些录友可能看不懂内存地址,我就简单介绍一下, 0x7ffee4065820 与 0x7ffee4065824 差了一个4就是4个字节因为这是一个int型的数组所以两个相信数组元素地址差4个字节。
0x7ffee4065828 与 0x7ffee406582c 也是差了4个字节在16进制里8 + 4 = cc就是12。
如图:
![数组内存](https://img-blog.csdnimg.cn/20210310150641186.png)
Java的二维数组可能是如下排列的方式
**所以可以看出在C++中二维数组在地址空间上是连续的**。
像Java是没有指针的同时也不对程序员暴漏其元素的地址寻址操作完全交给虚拟机。
所以看不到每个元素的地址情况这里我以Java为例也做一个实验。
```Java
public static void test_arr() {
int[][] arr = {{1, 2, 3}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}, {9,9,9}};
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[1]);
System.out.println(arr[2]);
System.out.println(arr[3]);
}
```
输出的地址为:
```
[I@7852e922
[I@4e25154f
[I@70dea4e
[I@5c647e05
```
这里的数值也是16进制这不是真正的地址而是经过处理过后的数值了我们也可以看出二维数组的每一行头结点的地址是没有规则的更谈不上连续。
所以Java的二维数组可能是如下排列的方式
![算法通关数组3](https://img-blog.csdnimg.cn/20201214111631844.png)
我们在[数组过于简单,但你该了解这些!](https://mp.weixin.qq.com/s/c2KABb-Qgg66HrGf8z-8Og)分别作了实验
这里面试中数组相关的理论知识就介绍完了。
## 数组的经典题目
在面试中,数组是必考的基础数据结构。
其实数据的题目在思想上一般比较简单的,但是如果想高效,并不容易。
我们之前一共讲解了四道经典数组题目,每一道题目都代表一个类型,一种思想。
### 二分法
[704.二分查找](https://mp.weixin.qq.com/s/4X-8VRgnYRGd5LYGZ33m4w)
在这道题目中我们讲到了**循环不变量原则**,只有在循环中坚持对区间的定义,才能清楚的把握循环中的各种细节。
**二分法是算法面试中的常考题,建议通过这道题目,锻炼自己手撕二分的能力**
相关题目:
* 35.搜索插入位置
* 34.在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
* 69.x 的平方根
* 367.有效的完全平方数
### 双指针法
[27. 移除元素](https://mp.weixin.qq.com/s/RMkulE4NIb6XsSX83ra-Ww)
双指针法(快慢指针法):**通过一个快指针和慢指针在一个for循环下完成两个for循环的工作。**
暴力解法时间复杂度O(n^2)
双指针时间复杂度O(n)
这道题目迷惑了不少同学,纠结于数组中的元素为什么不能删除,主要是因为一下两点:
* 数组在内存中是连续的地址空间,不能释放单一元素,如果要释放,就是全释放(程序运行结束,回收内存栈空间)。
* C++中vector和array的区别一定要弄清楚vector的底层实现是array所以vector展现出友好的一些都是因为经过包装了。
双指针法(快慢指针法)在数组和链表的操作中是非常常见的,很多考察数组和链表操作的面试题,都使用双指针法。
相关题目:
* 26.删除排序数组中的重复项
* 283.移动零
* 844.比较含退格的字符串
* 977.有序数组的平方
### 滑动窗口
[209.长度最小的子数组](https://mp.weixin.qq.com/s/ewCRwVw0h0v4uJacYO7htQ)
本题介绍了数组操作中的另一个重要思想:滑动窗口。
暴力解法时间复杂度O(n^2)
滑动窗口时间复杂度O(n)
本题中,主要要理解滑动窗口如何移动 窗口起始位置,达到动态更新窗口大小的,从而得出长度最小的符合条件的长度。
**滑动窗口的精妙之处在于根据当前子序列和大小的情况不断调节子序列的起始位置。从而将O(n^2)的暴力解法降为O(n)。**
如果没有接触过这一类的方法,很难想到类似的解题思路,滑动窗口方法还是很巧妙的。
相关题目:
* 904.水果成篮
* 76.最小覆盖子串
### 模拟行为
[59.螺旋矩阵II](https://mp.weixin.qq.com/s/Hn6-mlCPvKAdWbiFfQyaaw)
模拟类的题目在数组中很常见,不涉及到什么算法,就是单纯的模拟,十分考察大家对代码的掌控能力。
在这道题目中,我们再一次介绍到了**循环不变量原则**,其实这也是写程序中的重要原则。
相信大家又遇到过这种情况: 感觉题目的边界调节超多,一波接着一波的判断,找边界,踩了东墙补西墙,好不容易运行通过了,代码写的十分冗余,毫无章法,其实**真正解决题目的代码都是简洁的,或者有原则性的**,大家可以在这道题目中体会到这一点。
相关题目:
* 54.螺旋矩阵
* 剑指Offer 29.顺时针打印矩阵
## 总结
从二分法到双指针,从滑动窗口到螺旋矩阵,相信如果大家真的认真做了「代码随想录」每日推荐的题目,定会有所收获。
**每道题目后面都有相关练习题,也别忘了去做做!**
数组专题中讲解和相关题目已经有16道了就不介绍太过题目了因为数组是非常基础的数据结构后面很多专题还会用到数组所以后面的题目依然会会间接练习数组的。
后续我将介绍面试中数组相关的五道经典面试题目,敬请期待!
## 其他语言版本