标签：loc int 元素 算法 arraySize 数组 数据结构 data

 思考这样一道题目：

给你一个文件（近6G的文件）里面包含了全国人民（大约14亿）的年龄数据（大约是0~180左右），现在需要统计每个年龄段有多少人？

单机+2cpu+2G内存 以上情况你如何以最高效的的方法来解决这个问题？

用数组来解决： int[0] 这个下标0表示年龄 int[0] 的值是表示0岁的有多少人

  String str = null;
        String fileName = "D:\\age.txt";   //这个就是全部年龄数据文件
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName),"UTF-8");
​
        long start = System.currentTimeMillis();
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
        int tot = 0 ;
        int data [] = new int[200];
        while((str = br.readLine()) != null){       //一行一行的读 O(n)
            int age = Integer.valueOf(str);
            data[age] ++ ;
            tot ++ ;
        }
        System.out.println("总共的数据大小: " + tot);   //总共的数据大小: 1400000000
​
        for(int i = 0 ; i < 200 ; i ++){//下标从0开始的
            System.out.println(i + ":" + data[i]);
        }
        System.out.println("计算花费的时间为:" + (System.currentTimeMillis() - start) + "ms"); //计算花费的时间为:89170ms
​

 

1、数组的定义

　　数组是指有序的元素序列。如果将有限个类型相同的变量的集合命名，那么这个名称就是数组名，而组成数组的各个变量称为数组的分量，也称为数组的元素，有时也称为下标变量。用于区分数组各个元素的数字编号称为下标。数组在程序设计中，为了处理方便，把具有相同类型的的若干元素组织起来的一种形式，这些无序排列的同类数据元素的集合称为数组。

2、数组的特点

　　1、数组是相同数据类型的元素集合。

　　2、数组当中的各个元素存储是有先后顺序的，他们在内存中按照这个先后顺序连续的存放在一起。

　　3、数组元素用整个数组的名字和它自己在数组中的顺序位置来表示。例如，a[0]表示名字为a的数组中的第一个元素，a[1]代表数组a的第二个元素，以此类推。

3、表现形式

　　1、一维数组

　　　　int a[], String a[]

　　2、多维数组

　　　　Int a,int a[]

4、随机访问

　　数组是连续的内存空间和相同类型的数据。正是因为这两个限制，它才有了一个非常重要的特性：随机访问，也就是查询是非常快速的且高效的，但有利就有弊，这两个限制也让数组的很多操作变得非常低效，比如要想在数组中删除、插入一个数据，为了保证连续性，就需要做大量的数据搬移工作。

 

这是简单的数组增删元素的内存示意图

 

 

 

这个是数组操作的简单代码实现 其实也是我们常用的ArrayList代码的简单实现，当然JDK封装的ArrayList的实现更复杂，涉及到扩容什么的。

public class ArrayTest {
​
    private int arraySize;  //数组长度
    private int data[];
    private int index;      //当前已经存的数大小
​
    /**
     * 构造函数初始化
     * @param arraySize
     */
    public ArrayTest(int arraySize){
        this.arraySize = arraySize;
        data = new int[arraySize];
        this.index = 0;
    }
​
    /**
     * 简单打印
     */
    public void print(){
        System.out.println("index:"+index);
        for (int i = 0; i <index ; i++) {
            System.out.println(data[i]+" ");
        }
        System.out.println();
    }
​
    /**
     * 数组添加元素
     * @param loc
     * @param n
     */
    public void add(int loc,int n){     //时间复杂度    分析极端情况 从第一个元素插入 时间复杂度就是O(n)  最后一个元素插入时间复杂度就是O(1)
        if(index++ < arraySize){
            for (int i = arraySize-1; i > loc ; i--) {
                data[i] = data[i-1];
            }
            data[loc] = n;
        }
    }
​
    /**
     * 数组删除元素
     * @param loc
     */
    public void delete(int loc){ //时间复杂度    分析极端情况 从第一个元素删除 时间复杂度就是O(n)  最后一个元素删除时间复杂度就是O(1)
        for (int i = loc; i < arraySize ; i++) {
            if(i!= arraySize-1){   //
                data[i] = data[i+1];
            }else{
                data[i] = 0;
            }
        }
        index--;
    }
​
    /**
     * 数组更新元素
     * @param loc
     * @param n
     */
    public void update(int loc,int n){ //时间复杂度 O(1)
        data[loc] = n;
    }
​
    /**
     * 数组的查询
     * @param loc
     * @return
     */
    public int get(int loc){ //时间复杂度 O(1)
        return data[loc];
    }
​
}

ArrayList和数组：

　　其实他们本质是一样的，都是数组。

　　ArrayList是JDK封装的 提供了操作数组的api，包括扩容操作也实现了。

　　数组操作的话需要自己全部实现。

ArrayList和数组选择：

　　不知道数组大小的情况下选择ArrayList

　　如果知道大小且对性能要求很高的话，选择数组。

 

数组最需要注意的就是数组越界 ArrayIndexOutOfBoundsException

 

 

为什么很多计算机编程语言中的数组下标是从0开始的？

　　当我们定义数组的时候，根据数组的特点（连续的）在内存分配空间的时候，分配是一段连续的内存空间

　　如 int a = new int[3]

　　假如申请的内控地址是 10001 10002 10003

　　int[0] ==> 10001 ==> 10001+0*typesize

　　int[1] ==> 10002 ==> 10001+1*typesize

　　int[2] ==> 10003 ==> 10001+2*typesize

　　后面的 0 1 2就是对应前面数组的下标

 

　　假如我们不是从0开始 而是1开始

　　int[1] ==> 10001 ==> 10001+(1-1)*typesize

　　int[2] ==> 10002 ==> 10001+(2-1)*typesize

　　int[3] ==> 10003 ==> 10001+(3-1)*typesize

　　这样就多了一步的底层运算 而且了解计算机底层计算的话，减法运算其实就是加一个负数 ，其中会涉及到反码补码等操作。

 

 

 

 

 

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来源： https://www.cnblogs.com/henrychenhao/p/14344152.html

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