📄 一句话概括
100 个学生的成绩，起 100 个变量名会疯——数组把【同类型的很多个】装进一条编号连续的走廊，一个名字加一个下标就能访问任何一个；下标从 0 开始是本节的终身必修。
📝 本节和前面几节的关系
3-4 的变量是单间房，数组是整层楼。回收树莓派课 6-6（Python 列表与字符串）与 C++ 课第七章（数组）——C 的数组是【静态数组】的原教旨形态，Python 列表是【动态数组】的舒适版。
一、数组：同类型数据的编号走廊
数组三特征：
- 同类型：一条走廊全住 int（或全住别的同一种类型）；
- 连续内存：一个个房间紧挨着——这是它快（按下标一步到位）的物理基础；
- 按下标访问：
scores[3]就是第四间房（下标从 0 数起）。
下标为什么从 0 开始：scores[3] 的真实含义是【从开头偏移 3 个元素的位置】——开头 + 偏移，偏移从 0 数。这不是怪癖，是【下标 = 距离开头的步数】的直接后果。
二、静态数组 vs 动态数组
| 静态数组 | 动态数组 | |
|---|---|---|
| 大小何时定 | 编译期写死（C：int a[100]） |
运行时随加随长 |
| 内存 | 一块连续空间，不能变 | 后台管着一块可扩容的空间 |
| 代价 | 写死太短会溢、太长浪费 | 扩容时要搬家（有瞬间开销） |
| 代表 | C／C++ 原生数组 | Python list、C++ vector、Java ArrayList |
扩容的真实机制：动态数组满了不是【原地加盖】，是另找一块约 1.5~2 倍大的新地、整体搬过去——所以【偶尔一下变慢】是它的固有性格。
三、多维数组：走廊上叠走廊
一维是线（一行成绩），二维是表格（30 个学生 x 5 科）：table[学生][科目]。内存里其实仍是拉直的一条线——行优先铺开，[2][4] 的意思是【跳过前两行、再走 4 步】。三维以上同理（一摞表格），日常二维最常见。
四、动手 Demo：走廊巡视
scores = [88, 92, 75, 60, 95] # Python 动态数组
print(scores[0], scores[-1]) # 88 95 首与尾（-1 是倒数第一）
print(len(scores)) # 5
print(sum(scores) / len(scores)) # 82.0
scores[3] = 61 # 按下标改第四间房
print(scores) # [88, 92, 75, 61, 95]
看到什么算成功：88 95、5、82.0、[88, 92, 75, 61, 95]。
读结果：scores[3] 是 60 不是 75——下标 0／1／2／3 对应第 1／2／3／4 个元素，【第几个】和【下标几】永远差一。平均分 82.0 沿用 3-3 的真除。
五、30 秒实验
跑 a = [0] * 5，打印得 [0, 0, 0, 0, 0]；再跑 a[5] = 1——当场 IndexError: list index out of range。下标最大只到 4：从 0 开始的走廊，5 间房的最后门牌是 4。越界是数组的第一大事故源。
六、常见误区
- 【第 5 个元素写作 scores[5]】——错。是
scores[4]；scores[5]是第六间（不存在），越界。 - 【数组和列表是两种没关系的类型】——基本对但精神相通：C 数组管内存的方式最【裸】（定长、自己看着别越界），Python list 是管理完善的动态数组——学的是同一条走廊。
- 【二维数组就是【一维数组的数组】所以随便长】——C 里错：静态二维数组的每一行必须等长（连续内存摊平的要求）；Python 里才宽松（列表套列表可以参差）。
自测三问（点开对答案）
1. **为什么数组下标从 0 开始？** 答：下标本质是【距开头的偏移量】，偏移自然从 0 数起——scores[3] 就是开头往后走 3 步。 2. **静态与动态数组的核心差异？** 答：大小定于编译期且不可变（C 数组）vs 运行时可扩容（背后是整体搬家式的重新分配）。 3. **一个 4 行 6 列的二维数组共有几个元素、最后一个的下标？** 答：24 个；最后一个是 table[3][5]——行列都从 0 数，各减一。- ☐ 下一节（3-9 字符编码、字符串、NULL字符）
相关笔记
- 字符编码、字符串、NULL字符 —— 字符串是字符的数组
- 树莓派 6-6 · Python 列表与字符串 —— 动态数组的舒适版操作
- C++ 7.1 · 一维数组 —— 静态数组的原教旨形态
- ⌨️ 编程原理 · 索引 —— 全课路线图