想象一下，你现在是一名老师，要记录班级里5个同学的数学成绩。如果不用数组，你可能会这样做：记录第一个同学成绩用 score1 = 90，第二个同学 score2 = 85，第三个 score3 = 95…… 但如果班级有100个同学，要写100个这样的变量，不仅麻烦，而且管理所有成绩时，你得一个个找、一个个改，效率极低。

这时候，数组就能派上用场了！数组就像一个“有序的容器”，可以把所有同学的成绩打包成一个整体，让你能方便地访问、管理这些数据。

一、数组到底是什么？¶

简单来说，数组（Array）是一组相同类型的数据元素，按照一定顺序排列，每个元素通过“索引”（也就是位置编号）来访问。

举个例子，上面的5个同学成绩，可以用一个数组表示为：
scores = [90, 85, 95, 78, 92]

这里：
- scores 是数组的名字（变量名）；
- 方括号 [] 里的是数组的“元素”，每个元素都是数字（类型相同）；
- 每个元素都有一个“位置编号”，我们称之为“索引”，从 0 开始。

二、数组的核心结构：索引与访问¶

数组最关键的特点是索引从0开始。第一个元素的位置是 0，第二个是 1，第三个是 2，以此类推。

1. 声明与初始化¶

不同编程语言声明数组的语法略有不同，但核心思想一致。以 Python 为例：

# 声明一个空数组（长度5），或直接初始化（已知元素）
scores = [90, 85, 95, 78, 92]  # 长度为5的数组
scores = [0] * 5               # 声明长度为5的数组，元素全为0

2. 访问元素¶

要获取数组中的某个元素，直接用“数组名[索引]”即可。比如：

print(scores[0])  # 输出第一个元素：90
print(scores[3])  # 输出第四个元素：78

注意：如果索引超出数组长度（比如数组只有5个元素，你访问 scores[5]），就会报错（比如 Python 会提示 IndexError），所以索引范围要在 0 到 长度-1 之间。

三、数组的基本操作¶

1. 遍历数组¶

“遍历”就是按顺序访问数组中的所有元素。用循环就能轻松实现：

for score in scores:
    print(score)  # 依次打印90、85、95、78、92

2. 插入元素¶

假设我们要给数组插入一个新成绩（比如第6个同学，成绩80），并放在第3个位置（索引2）。此时需要：
- 把索引2及之后的元素向后移动一位（原索引2的95→索引3，原索引3的78→索引4，原索引4的92→索引5）；
- 将新成绩80放在索引2的位置。

操作后数组变成：[90, 85, 80, 95, 78, 92]。

3. 删除元素¶

如果要删除索引2的元素（比如成绩80），则需要：
- 将索引3及之后的元素向前移动一位（原索引3的95→索引2，原索引4的78→索引3，原索引5的92→索引4）；

操作后数组变成：[90, 85, 95, 78, 92]。

四、数组的特点与优缺点¶

1. 核心特点¶

• 类型相同：数组中所有元素必须是同一种数据类型（比如全是整数、全是字符串，不能混合不同类型，除非语言允许动态类型，如 Python 的列表）；
• 索引从0开始：第一个元素位置为 0，方便计算地址；
• 连续存储：元素在内存中是连续排列的，因此可以通过索引直接定位，访问速度极快。

2. 优缺点¶

• 优点：访问速度快（通过索引直接定位，时间复杂度 O(1)）；
• 缺点：插入/删除效率低（需要移动后续元素，时间复杂度 O(n)，n 为数组长度）；静态数组大小固定（无法动态扩容）。

五、为什么要学数组？¶

数组是数据结构的“基石”。你可能会想：“数组这么简单，有什么用？”其实，后续学习的链表、栈、队列、哈希表等结构，很多都是基于数组的思想设计的。比如：
- 栈可以用数组实现“后进先出”；
- 哈希表的底层存储也常依赖数组的索引特性。

理解数组的核心思想（“通过索引快速访问、连续存储”），能帮你更清晰地分析和设计其他复杂结构。

总结¶

数组是一组相同类型数据的有序集合，通过索引从0开始访问，元素在内存中连续存储。它的优势是访问快，缺点是插入/删除麻烦。虽然看似简单，但它是所有数据结构的基础。掌握数组，你就能迈出数据结构学习的第一步！