O que é uma matriz?

• Array é uma coleção de elementos, cada um identificado por um índice ou chave.
• Arrays têm um tamanho fixo e dinâmico
• Elementos homogêneos → todos os elementos em uma matriz são do mesmo tipo de dados.
• Elementos heterogêneos → permitindo diferentes tipos de dados no mesmo array.

// Homogeneous 
int[] intArray = new int[5]; // Array of integers String[] 
stringArray = new String[5]; // Array of strings

// Heterogeneous
mixedArray = [1, "hello", 3.14, True]  # Mixed data types in one list

Características das matrizes

• Indexação: Indexação baseada em zero na maioria das linguagens de programação.
• Tamanho: Tamanho fixo (estático), não pode ser alterado dinamicamente (exceto em linguagens com arrays dinâmicos).
• Alocação de memória: alocação de memória contígua para elementos do array. o que significa que cada elemento está diretamente próximo ao anterior na memória. Isso é possível porque todos os elementos são do mesmo tamanho, permitindo ao sistema calcular o endereço de memória de qualquer elemento usando seu índice.

Operações de matriz

• Inserção: normalmente envolve elementos variáveis, complexidade de tempo O(n).
• Exclusão: semelhante à inserção, os elementos podem precisar ser deslocados. Exceto o último índice
• Traversal: Iterando através de todos os elementos, O(n) complexidade de tempo.
• Tempo de acesso: O(1) complexidade de tempo para acessar um elemento usando seu índice.

Tipos de matrizes

• Matriz unidimensional: forma mais simples, como uma lista.
• Matriz multidimensional: Matrizes de matrizes (por exemplo, matriz 2D).
• Jagged Array: Matrizes com diferentes comprimentos de submatrizes.
• Arrays dinâmicos (por exemplo, ArrayList em Java): arrays que podem crescer de tamanho dinamicamente.

Vantagens de matrizes

• Eficiência: O(1) tempo de acesso para elementos.
• Utilização de memória: uso eficiente de memória devido ao armazenamento contíguo.
• Facilidade de uso: simplifica o gerenciamento de dados e operações como classificação e pesquisa

Desvantagens das matrizes

• Tamanho fixo: não é possível alterar o tamanho depois de declarado. exceto matriz dinâmica
• Custo de inserção/exclusão: O(n) para inserir ou excluir um elemento, especialmente no meio.
• Desperdício de memória: elementos não utilizados ainda ocupam espaço.

Aplicações de matrizes no mundo real

• Armazenamento de dados: comum na programação para armazenamento de coleções de elementos.
• Algoritmos de classificação: muitos algoritmos de classificação são projetados para matrizes (por exemplo, QuickSort, MergeSort).
• Operações matriciais: matrizes 2D são usadas para operações matriciais em matemática e gráficos.
• Implementando pilhas e filas: estruturas de dados básicas podem ser implementadas usando arrays.

Melhores práticas com matrizes

• Evite cópias desnecessárias: esteja atento às operações que exigem a cópia de elementos.
• Use matrizes dinâmicas quando necessário: se o tamanho for incerto, prefira matrizes dinâmicas.
• Aproveite as funções integradas: utilize funções específicas da linguagem para operações de array.
• Verificação de limite: sempre verifique as condições de limite para evitar IndexOutOfBoundsException.

Exemplo de array estático e dinâmico em GO

package main

import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

func main() {
    // Static Array
    var staticArr [5]int64
    staticArr[0] = 1
    staticArr[1] = 2
    staticArr[2] = 3
    staticArr[3] = 4
    staticArr[4] = 5
    elementSize := unsafe.Sizeof(staticArr[0])
    totalSize := elementSize * uintptr(len(staticArr))
    fmt.Printf("Memory used by static array: %d bytes\n", totalSize)
    fmt.Println()

    // Dynamic Array (Slice)
    dynamicArr := make([]int32, 0, 5)
    before := unsafe.Sizeof(dynamicArr[0])
    beforeTotal := before * uintptr(len(dynamicArr))
    fmt.Printf("Memory used by dynamic array (before): %d bytes\n", beforeTotal)

    // Append elements to dynamic array
    for i := 0; i