什麼是數組？

• 陣列是元素的集合，每個元素都由索引或鍵標識。
• 陣列具有固定和動態大小
• 同質元素 → 陣列中的所有元素具有相同的資料型態。
• 異質元素→同一陣列中允許不同的資料型態。

// 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

數組的特點

• 索引：大多數程式語言中從零開始的索引。
• 大小：固定大小（靜態），無法動態變更（具有動態陣列的語言除外）。
• 記憶體分配：數組元素的連續記憶體分配。這意味著每個元素在記憶體中都緊鄰前一個元素。這是可能的，因為所有元素都具有相同的大小，允許系統使用其索引計算任何元素的記憶體位址。

數組運算

• 插入：通常涉及移位元素，時間複雜度為 O(n)。
• 刪除：與插入類似，元素可能需要移動。除了最後一個索引
• 遍歷：遍歷所有元素，O(n)時間複雜度。
• 存取時間：使用索引存取元素的時間複雜度為 O(1)。

數組的類型

• 一維數組：最簡單的形式，如列表。
• 多維數組：數組的數組（例如，二維數組）。
• 鋸齒數組：具有不同長度子數組的數組。
• 動態陣列（例如Java中的ArrayList）：可以動態成長大小的陣列。

數組的優點

• 效率：元素的存取時間為 O(1)。
• 記憶體利用率：由於連續儲存而有效地使用記憶體。
• 易於使用：簡化資料管理和操作，如排序和搜尋

數組的缺點

• 固定尺寸：尺寸一旦聲明就無法更改。除了動態數組
• 插入/刪除成本：插入或刪除元素的 O(n)，特別是在中間。
• 記憶體浪費：未使用的元素仍佔據空間。

數組的實際應用

• 儲存資料：在儲存元素集合的程式設計中常見。
• 排序演算法：許多排序演算法是為陣列設計的（例如，QuickSort、MergeSort）。
• 矩陣運算：二維數組用於數學和圖形中的矩陣運算。
• 實作堆疊和佇列：可以使用陣列實作基本資料結構。

數組的最佳實踐

• 避免不必要的複製：注意需要複製元素的操作。
• 在需要時使用動態陣列：如果大小不確定，首選動態陣列。
• 利用內建函數：利用特定語言的函數進行陣列運算。
• 邊界檢查：始終檢查邊界條件以避免 IndexOutOfBoundsException。

GO 中的靜態和動態數組範例

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