为什么数组下标从0开始

---

版权声明

• 本文原创作者：谷哥的小弟
• 作者博客地址：http://blog.youkuaiyun.com/lfdfhl

---

解释答疑

初学者可能都有一个疑问：为什么数组下标从0开始？

从数组存储的内存模型上来看，下标的原本含义是偏移(offset)。

假若数组下标从0开始，则数组a[i]的内存寻址公式为:

a[i]Address = baseAddress + i * typeSize

假若数组下标从1开始，则数组a[i]的内存寻址公式为:

a[i]Address = baseAddress + (i-1) * typeSize

所以，从两个寻址公式可以看出：如果数组下标从1开始，则每次随机访问数组元素就会多一次减法运算；这对于CPU来说就多了一次减法指令。

故，为了减少一次减法操作，数组下标从0开始编号。由于C语言的设计者采用0作为数组下标的起始，所以之后的其它高级语言也都效仿了该规则。

详细解读

首先，我们要理解计算机是如何存储和管理内存的。在计算机中，内存被划分为一系列连续的存储单元，每个单元都有一个唯一的地址。当你声明一个数组时，计算机会为该数组分配一段连续的内存空间。这段空间的起始地址被称为基地址，它是数组第一个元素的地址。

现在，让我们来考虑如何访问数组中的元素。由于数组元素在内存中是连续存储的，所以每个元素都可以通过计算其地址来访问。如果你知道数组的首地址（基地址）和每个元素的大小，那么你就可以通过以下公式计算出任何元素的地址：

元素地址 = 基地址 + 下标 * 元素大小

这个公式非常关键，它解释了为什么数组下标从0开始。如果下标从0开始，那么这个公式就非常简洁和直观。当你想要访问数组的第一个元素时，下标是0，所以元素地址就是基地址（因为0乘以任何数都是0）。当你想要访问数组的第二个元素时，下标是1，所以元素地址就是基地址加上一个元素的大小。以此类推，可以通过简单地增加下标来访问数组中的任何元素。

现在，如果数组下标从1开始，那么我们需要对这个公式进行调整，因为下标1实际上对应的是数组的第一个元素，而不是内存中的第一个位置（即基地址）。为了得到正确的元素地址，我们需要对下标进行减法操作，将其转换为从0开始的偏移量。公式将变为：

元素地址 = 基地址 + (下标 - 1) * 元素大小

这个公式中的(下标 - 1)就是对下标进行的减法操作，它确保了即使下标从1开始，我们也能正确地计算出元素在内存中的地址。

因此，从1开始的下标不仅会使代码更加难以编写和理解，而且还会增加计算成本和时间，并增加出错的风险。相比之下，从0开始的下标更加自然、高效，并且与计算机内存管理的方式更加一致。这也是为什么大多数编程语言都采用从0开始的数组下标的原因。