Q1：为什么很多编程语言中，数组都从0开始编号？
举例说明：
从数组存储的内存模型上来看，"下标"最确切的定义应该是"偏移(offset)"。前面也讲到，如果用a来表示数组的首地址，a[0]就是偏移为0的位置，也就是首地址，a[k]就表示k个type_size的位置，所以计算a[k]的内存地址只需要用这个公式：
但是，如果数组从1开始计数，那我们计算数组元素a[k]的内存地址就会变为：
对比这两个公式我们，可以发现，从1开始编号，每次随机访问数组元素都多了一次减法运算，对于CPU来说，就是多了一次减法指令。
由上述例子我们可知：
(1)、数组作为非常基础的数据结构，通过下标随机访问数组元素又是非常基础的编程操作，效率的优化就要可能做到极致。所以为了减少一次减去的操作，数组选择了从0开始编号，而不是从1开始。
(2)、历史原因；C语言的设计者用0开始计数数组下标，之后的语言都效仿了C语言；
2、Q2:如何实现随机访问？
首先解释一下数组：数组是一种线性表数据结构；
(1)、线性表（Linear List)。顾名思义，线性表就是数据排成像一条线一样的结构。每个线性表上的数据最多只有前和后两个方向。其实除了数组，链表、队列、栈等也是线性表结构；
与之相对应的是非线性表；比如二叉树、堆、图等；之所以叫非线性，是因为在非线性表中，数据之间并不是简单的前后关系。
（2)、连续的空间存储和相同类型的数据。正是因为这两个限制，它才有一个堪称"杀手锏"的特性："随机访问"。但是因为这个特性，限制了数组的很多操作变得非常低效。
3、数组是如何实现根据下标随机访问数组元素？
举例说明：
拿一个长度为10的int类型的数组int[]a=new int[10]来举例。在下图中，计算机给数组a[10],分配了一块连续内存空间1000~1039,其中，内存块的首地址为base_address=1000。
我们知道，计算机会给每一个内存单元分派一个地址，计算机通过地址来访问内存中的数据。当计算机需要随机访问数组中的每个元素时，它会首先通过下面的寻址公式，计算出该元素存储的内存地址：
注:data_type表示每个元素的大小。
*低效的"插入"和"删除"
前面的概念部分我们提到，数组为了保持内存数据的连续性，会导致插入、删除这两个操作比较低效。
接下来详细说一下：
(1)、插入操作假设数组的长度为N，现在，如果我们需要将一个数据插入到数组中的第K个位置。为了把第K个位置腾出来，给新来的数据，我们需要将第K~n这部分的元素都顺序地往后挪一位。那插入操作的时间复杂度是多少呢？
分析：如果在数组的末尾插入元素，那就不需要移动数据了，这时的时间复杂度为0(1)。但如果在数组的开头插入元素，那么所有的数据都需要依次往后移一位，所以最坏时间复杂度O(n)。因为我们在每个位置插入元素的概率是一样的，所以平均情况时间复杂度为(1+2+…….+n)/n=O(n).
如果数组中的数据都是有序的，我们在某个位置插入一个新的元素时，就必须按照刚才的方法搬移K之后的数据。但是，如果数组中存储的数据并没有任何规律，数组只是被当成作一个数据的集合。在这种情况，如果要将某个数组插入到第K个位置，为了避免大规模的数据搬迁，我们还有一个简单的方法就是，直接将第K位的数据搬到数组的最后，把新的元素直接放到第K个位置。
为了更好地理解，举例说明，假设数组a[10]中存储了如下5个元素：a,b,c,d,e。
我们现在需要将元素X插入到第三个位置。我们只需要将C放入到a[5],再将a[2]赋值为即可。
最后，数组中的元素如下：a,b,c,d,e,c。
(2)、删除操作
跟插入类似，如果我们要删除第k个位置的数据，为了内存的连续性，也需要搬移数据，不然中间就会出现空洞，内存就不连续了。
如果删除末尾的数据，则最好情况时间复杂度为O(1);如果删除开头的数据，则最坏时间复杂度为O(n);平均时间复杂度也为O(n)。
实际上，在某些特殊场景下，我们并不一定追求数组中数据的连续性。如果我们将多次删除操作集中在一起执行，删除的效率会得到提高。
我们将继续来看例子，数组a[10]中存储了8个元素:a,b,c,d,e,f,g,h。
现在，我们要依次删除a,b,c三个元素。
为了避免 d，e，f，g，h这几个数据会被搬移三次，我们可以先记录下已经删除的数据。每次的删除操作并不是真正地搬移数据，只是记录数据已经被删除。当数组没有更多空间存储数据时，我们再触发执行一次真正的删除操作，这样就大大减少了删除操作导致的数据搬移。
4、警惕数组的访问越界问题
举例说明：
这段代码的运行结果并非是打印三行"hello word"，而是会无限打印"hello world",这是为什么呢？
因为，数组大小为3，a[0],a[1],a[2],而我们的代码因为内书写错误，导致for循环的结束条件错写为了i<3,所以当i=3时，数组a[3]访问越界。
5、容器能否完全替代数组？
针对数组类型的，很多语言都提供了容器类，比如Java中的ArrayList、C++STL中的vector，在项目开发中，什么时候合适用数组，什么时候用容器？
容器的最大优势就是可以将很多数组的操作细节封装起来，还有一个优势就是支持动态扩容。
作为高级语言编程者，是不是数组就无用武之地呢？当然不是，有些时候，用数组更合适些，以下是几点总结。
（1）、若果特别关注性能，或者希望使用基本类型，就可以选用数组。
（2）、如果数据大小事先已知，并且对数据的操作非常简单，用不到容器提供的大部分方法，也可以直接使用数组。
（3）、当表示多维数组时，用数组往往会更加直观。比如Object[][],而用容器表示的话则需要这样定义：ArrayList<ArrayList>array;
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