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。

也就是说，想法很简单，但实现起来 可能就不是那么回事了。

首先要知道数组在内存中的存储方式，这样才能真正理解数组相关的面试题。

1、数组的存储结构

数组是存放在连续内存空间上的相同类型数据的集合，因此数组可以方便的通过下标索引的方式获取到下标下对应的数据。

补充：因为这个特性，数组可以代替 map 和 set 作为哈希使用。

举一个字符数组的例子，如图所示：
image.png

从图上可以看出：

  • 数组下标都是从 0 开始的
  • 数组内存空间的地址是连续的


2、数组元素的增删

正是因为数组的在内存空间的地址是连续的，所以我们在删除或者增添元素的时候，就难免要移动其他元素。

例如，删除下标为 3 的元素，需要对下标为 3 的元素后面的所有元素都要做移动操作，如图所示：

image.png

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。

3、二维数组的存储结构

那么二维数组直接上图，大家应该就知道怎么回事了
image.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。

我们来做一个实验，C++测试代码如下：

  1. void test_arr() {
  2.     int array[2][3] = {
  3.         {0, 1, 2},
  4.         {3, 4, 5}
  5.     };
  6.     cout << &array[0][0] << " " << &array[0][1] << " " << &array[0][2] << endl;
  7.     cout << &array[1][0] << " " << &array[1][1] << " " << &array[1][2] << endl;
  8. }
  10. int main() {
  11.     test_arr();
  12. }

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。

一些朋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，所以两个相邻数组元素地址差 4 个字节。
0x7ffee4065828 与 0x7ffee406582c 也是差了 4 个字节，在16进制里 8 + 4 = c，c 就是12。

如图：
image.png

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。

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：
image.png

这里面试中数组相关的理论知识就介绍完了。