深入了解顺序表的存储结构

# 1. 了解数据结构

数据结构是计算机科学中非常重要的概念，它指的是数据元素之间的关系以及存储这些数据元素的方式。数据结构关乎数据的组织、管理和操作方法，对于解决实际问题至关重要。通过数据结构，我们可以更高效地存储和处理数据，提高程序的性能。数据结构可以分为线性结构和非线性结构，线性结构包括顺序存储结构和链式存储结构，而非线性结构比如树、图等。对于不同类型的问题，选择合适的数据结构可以提高算法的效率，降低资源消耗，并使程序更易于理解和维护。深入了解数据结构将有助于我们设计优秀的算法和编写高效的代码。

# 2. 顺序表的基本概念

顺序表是一种线性表的存储结构，是指将元素按其逻辑次序依次存储在一组地址连续的存储单元中。顺序表提供了一种简单直观的数据表示方法，便于对元素的随机访问和操作。在顺序表中，元素的存储顺序与逻辑顺序一一对应，使得元素之间的前驱和后继关系能够明确表达。

### 定义

顺序表是一种由相同类型的数据元素构成的有限序列，这些元素通过连续的存储单元存储。顺序表逻辑上相邻的元素在物理位置上也是相邻的，元素之间的关系由元素在顺序表中的相对位置表示。通过顺序表的存储结构，可以有效地实现元素的访问和操作。

### 特点

1. **随机访问**：由于顺序表中的元素是连续存储的，可以通过下标直接随机访问任意元素，时间复杂度为 O(1)。
2. **元素插入和删除效率低**：在顺序表中插入和删除元素时，需要移动其他元素位置，时间复杂度为 O(n)。
3. **存储密度高**：顺序表中的元素占用的存储空间是连续的，不存在指针等额外空间开销，存储密度相对较高。

# 3.1 顺序存储结构

顺序存储结构是将数据元素存放在地址连续的单元内，数据间的逻辑关系由元素的相对位置来体现。在顺序表中，各元素占用一段地址连续的存储单元，通过元素在数组中的索引来访问。这种存储方式具有随机访问的特点，可以通过下标直接访问任何元素，但插入和删除操作可能会导致数据的移动，影响操作效率。

### 3.2 分配连续存储空间

在顺序存储结构中，为顺序表分配一块连续的存储空间是非常关键的步骤。这个存储空间大小一般是根据表的最大容量来确定的，一旦分配完成，顺序表的容量就固定了。如果需要增加容量，通常要重新分配更大的存储空间，并将原有数据复制到新空间中，这是一个比较费时的操作。对于大型表格来说，这种内存复制可能会带来性能开销。

### 3.3 存储密度和碎片

顺序存储结构中的存储密度指的是实际存储的元素个数与存储空间总容量之比，通过存储密度可以了解当前顺序表的利用率。碎片是指存储空间中未被使用的部分，当顺序表进行删除操作后，可能会产生内部碎片，导致存储空间的浪费。在顺序表的操作过程中，需要考虑如何合理利用存储空间，尽量减少内部碎片的产生，以提高存储效率。

# 示例：创建一个简单的顺序表
class Seq