什么是数组？
数组（Array）是一种线性表数据结构。它用一组连续的内存空间，来存储一组具有相同类型的数据。数组的一个最大特性就是支持下标随机访问数组元素。
补充：
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。
而与它相对立的概念是非线性表，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。
数组是如何实现根据下标随机访问数组元素的？
我们拿一个长度为 10 的 int 类型的数组 int[] a = new int[10] 来举例。我们在声明此数组时，计算机会给我们分配好一块连续的内存空间，这里我们假设分配的地址是1000～1039，而此时a存放的就是内存块的首地址 base_address = 1000这个地址，那具体怎么根据下标访问元素呢？
当计算机需要随机访问数组中的某个元素时，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：
a[i]_address = base_address + i * data_type_size
其中 data_type_size 表示数组中每个元素的大小。我们举的这个例子里，数组中存储的是 int 类型数据，所以 data_type_size 就为 4 个字节。通过这个公式，我们就可以根据下标值计算出每个元素的存放的地址，进而拿到该数据，如我们访问a[0]，即为访问首地址下的元素，其他的以此类推。
数组的优点
支持随机访问，根据下标随机访问的时间复杂度为 O(1)。所以数组适合查找。
数组的缺点
插入和删除慢，时间复杂度为O(n)。这点刚好和链表相反，链表的插入和删除快，时间复杂度为O(1)。
为何数组插入和删除低效？
插入：
若有一元素想往int[n]的第k个位置插入数据，需要在k-n的位置往后移。
最好情况时间复杂度 O(1)
最坏情况复杂度为O(n)
平均负责度为O(n)
删除：
与插入类似，为了保持内存的连续性。
最好情况时间复杂度 O(1)
最坏情况复杂度为O(n)
平均负责度为O(n)
如何对数组插入和删除操作进行优化？
插入优化：如果数组中储存的数据不是有序的，也就是无规律的情况下，假设要在第k个位置插入数据，则可以将第k个位置的数据移到最后，然后将数据直接插入在第K个位置上。这样时间复杂度就将为 O（1）了。
**删除优化：**将多次删除操作集中在一起执行，对要删除的数据可以先记录下来，不是马上删除，而仅仅是记录，只有当没有更多的储存空间时，再执行真正的删除操作。这也是 JVM 标记清除垃圾回收算法的核心思想。
容器和数组的选择？
数组先指定了空间大小
容器如ArrayList可以动态扩容。
1.希望存储基本类型数据，可以用数组
2.事先知道数据大小，并且操作简单，可以用数组
3.对于业务开发，直接使用容器就足够了，省时省力。毕竟损耗一丢丢性能，完全不会影响到系统整体的性能。但如果你是做一些非常底层的开发，比如开发网络框架，性能的优化需要做到极致，这个时候数组就会优于容器，成为首选。
为什么数组要从 0 开始编号？
由于数组是通过寻址公式，计算出该元素存储的内存地址：
a[i]_address = base_address + i * data_type_size
如果数组是从 1 开始计数，那么就会变成：
a[i]_address = base_address + （i-1）* data_type_size
这样对于CPU来说，就多了一次减法的指令。为了尽可能的快，所以不采取这种方式。