面试题：C++数组在复杂数据结构中的高效运用

设计思路

结构体定义：首先定义包含不同类型成员变量的结构体。
动态数组：使用std::vector来存储结构体对象，std::vector在内存管理上较为方便，能自动扩展和收缩，相比普通数组更适合动态数据。
插入操作：在std::vector末尾直接添加元素，时间复杂度为$O(1)$均摊。如果需要保持某种顺序，插入后可能需要调整顺序，时间复杂度会增加。
删除操作：通过找到要删除元素的位置，使用erase方法删除，时间复杂度为$O(n)$，因为删除元素后需要移动后续元素。
查找操作：可以使用线性查找，时间复杂度为$O(n)$。如果数据有序，可以使用二分查找，时间复杂度为$O(\log n)$。
内存管理：std::vector负责自动管理内存，在对象析构时会自动释放内存，无需手动管理。

关键代码实现

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

// 自定义结构体
struct CustomStruct {
    int id;
    std::string name;
    double value;

    CustomStruct(int i, const std::string& n, double v) : id(i), name(n), value(v) {}
};

class CustomArray {
private:
    std::vector<CustomStruct> data;

public:
    // 插入操作
    void insert(const CustomStruct& obj) {
        data.push_back(obj);
    }

    // 删除操作
    void remove(int id) {
        auto it = std::find_if(data.begin(), data.end(), [id](const CustomStruct& s) {
            return s.id == id;
        });
        if (it != data.end()) {
            data.erase(it);
        }
    }

    // 查找操作
    CustomStruct* find(int id) {
        for (auto& obj : data) {
            if (obj.id == id) {
                return &obj;
            }
        }
        return nullptr;
    }
};

时间复杂度分析

插入操作：均摊时间复杂度为$O(1)$，因为std::vector在一般情况下在末尾添加元素是常数时间操作。但当std::vector需要重新分配内存时，时间复杂度为$O(n)$，不过这种情况很少发生，因此均摊为$O(1)$。
删除操作：时间复杂度为$O(n)$，因为需要线性查找要删除的元素，然后移动后续元素。
查找操作：线性查找时间复杂度为$O(n)$；如果数据有序并使用二分查找，时间复杂度为$O(\log n)$。

空间复杂度分析

空间复杂度为$O(n)$，其中$n$是存储的结构体对象的数量。std::vector会分配足够的内存来存储所有元素，并且可能会有一些额外的空间用于扩展，但总体空间与元素数量成正比。

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