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为什么数组通常从0开始编号?


这是一个非常好的问题,很多初学者都会对此感到疑惑。

主要原因如下:

  1. 内存地址的直接映射:

    • 计算机的内存是一块连续的地址空间。当我们定义一个数组时,编译器会在内存中为它分配一块连续的内存区域。
    • 数组的第一个元素的内存地址就是数组的起始地址。如果我们想访问数组的第n个元素,只需要将起始地址加上n个元素的大小即可。
    • 从0开始编号,就意味着数组下标可以直接作为偏移量来计算内存地址,这样可以简化内存访问的计算,提高效率。
  2. 与计算机底层硬件的契合:

    • 计算机指令集中的许多操作都是从0开始计数的。例如,许多指令的第一个操作数默认是寄存器0。
    • 数组下标从0开始,可以更好地与底层硬件指令进行配合,提高程序的执行效率。
  3. 历史原因和惯性:

    • C语言是最早广泛使用的编程语言之一,它选择了从0开始编号的数组。
    • 后来的许多编程语言都受到了C语言的影响,沿用了这一习惯,形成了一个约定俗成的规范。

形象比喻:

想象一下,你有一排房子,从左到右编号。如果你从1开始编号,那么当你想要找到第n间房子时,你实际上需要数到第n-1个房子才能找到。而如果从0开始编号,你直接数到第n个房子就可以了。

总结:

数组从0开始编号,是计算机科学发展过程中形成的一种约定俗成的规则。它与计算机的内存结构和指令集设计紧密相关,有助于提高程序的执行效率。

当然,也有一些编程语言的数组是从1开始编号的,比如Matlab。 不过,从0开始编号仍然是主流。


文章作者: Crazy Boy
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