Как работает динамический массив?

1️⃣ Как кратко ответить

Динамический массив — это структура данных, которая автоматически изменяет свой размер при добавлении или удалении элементов. Он управляет памятью, выделяя больше пространства, когда массив переполняется, и освобождая его, когда элементы удаляются. Это позволяет эффективно работать с данными, не зная их точного количества заранее.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Динамический массив — это структура данных, которая позволяет хранить элементы в непрерывной области памяти, как и обычный массив, но с возможностью автоматического изменения размера. Это делает его более гибким по сравнению с статическим массивом, размер которого фиксирован.

Зачем это нужно?

В программировании часто бывает необходимо работать с коллекциями данных, размер которых заранее неизвестен. Например, если вы пишете программу для обработки пользовательского ввода, вы не можете заранее знать, сколько данных введет пользователь. Динамический массив решает эту проблему, позволяя добавлять и удалять элементы без необходимости заранее определять размер массива.

Как это работает?

1. Инициализация: Динамический массив начинается с некоторого начального размера. Например, в Python это может быть список, который изначально пуст или имеет небольшой размер.

2. Добавление элементов: Когда вы добавляете элемент в динамический массив, и если в нем есть свободное место, элемент просто добавляется. Если места недостаточно, массив автоматически увеличивает свой размер. Обычно это делается путем выделения нового блока памяти, который в два раза больше текущего, и копирования всех элементов в новый блок.

3. Удаление элементов: При удалении элементов из динамического массива, он может уменьшить свой размер, чтобы не тратить лишнюю память. Это делается путем выделения меньшего блока памяти и копирования оставшихся элементов.

4. Управление памятью: Динамический массив управляет памятью, чтобы минимизировать количество операций по выделению и освобождению памяти, что делает его эффективным для большинства операций.

Пример на Python

В Python динамические массивы реализованы в виде списков.

# Создаем пустой список
dynamic_array = []
​
# Добавляем элементы
dynamic_array.append(1)
dynamic_array.append(2)
dynamic_array.append(3)
​
# Удаляем элемент
dynamic_array.pop()
​
# Выводим текущий массив
print(dynamic_array)  # [1, 2]