数组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。
线性表
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。
除了数组，链表、队列、栈等也是线性表结构。
非线性表
与之对应的就是非线性表，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。
连续的内存空间和相同类型的数据
数组有着连续的内存空间和相同类型的数据两个限制，这两个限制有利有弊。
让数组的很多操作变得非常低效，但是同时也让数组有了“随机访问”的特性
数组支持随机访问，根据下标随机访问的时间复杂度为 O(1)。
低效的“插入”和“删除”
要想在数组中删除、插入一个数据，为了保证连续性，就需要做大量的数据搬移工作。
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。
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 O(1)。
但如果在数组的开头插入元素，那所有的数据都需要依次往后移动一位，所以最坏时间复杂度是 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)。
如果数组中存储的数据并没有任何规律，数组只是被当作一个存储数据的集合。在这种情况下，要将某个数据插入到第 k 个位置，为了避免大规模的数据搬移，我们还有一个简单的办法就是，直接将第 k 位的数据搬移到数组元素的最后，把新的元素直接放入第 k 个位置。
利用这种处理技巧，在特定场景下，在第 k 个位置插入一个元素的时间复杂度就会降为 O(1)。
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。
和插入类似，如果删除数组末尾的数据，则最好情况时间复杂度为 O(1)。
如果删除开头的数据，则最坏情况时间复杂度为 O(n)；平均情况时间复杂度也为 O(n)。
长度固定，警惕数组的访问越界问题
数组越界在 C 语言中是一种未决行为，并没有规定数组访问越界时编译器应该如何处理。
因为，访问数组的本质就是访问一段连续内存，只要数组通过偏移计算得到的内存地址是可用的，那么程序就可能不会报任何错误。这种情况下，一般都会出现莫名其妙的逻辑错误，debug 的难度非常的大。
很多计算机病毒也正是利用到了代码中的数组越界可以访问非法地址的漏洞，来攻击系统，所以写代码的时候一定要警惕数组越界。
并非所有的语言都像 C 一样，把数组越界检查的工作丢给程序员来做。
像 Java 本身就会做越界检查，数组越界就会抛出 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException。
容器能否完全替代数组
拿 Java 语言来举例，ArrayList 最大的优势就是可以将很多数组操作的细节封装起来。比如前面提到的数组插入、删除数据时需要搬移其他数据等。
另外，它还有一个优势，就是支持动态扩容。
数组本身在定义的时候需要预先指定大小，因为需要分配连续的内存空间。如果我们申请了大小为 10 的数组，当第 11 个数据需要存储到数组中时，我们就需要重新分配一块更大的空间，将原来的数据复制过去，然后再将新的数据插入。
如果使用 ArrayList，我们就完全不需要关心底层的扩容逻辑，ArrayList 已经帮我们实现好了。每次存储空间不够的时候，它都会将空间自动扩容为 1.5 倍大小。
这里需要注意一点，因为扩容操作涉及内存申请和数据搬移，是比较耗时的。所以，如果事先能确定需要存储的数据大小，最好在创建 ArrayList 的时候事先指定数据大小。
有些时候，用数组会更合适些：
1.Java ArrayList 无法存储基本类型，比如 int、long，需要封装为 Integer、Long 类，而 Autoboxing、Unboxing 则有一定的性能消耗，所以如果特别关注性能，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 ArrayList 提供的大部分方法，也可以直接使用数组。
3. 还有一个是我个人的喜好，当要表示多维数组时，用数组往往会更加直观。比如 Object[][] array；而用容器的话则需要这样定义：ArrayList<ArrayList<object> > array
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。