為什麼很多程式語言中的陣列都是從0開始編號？
阿新 • • 發佈：2022-04-17
為什麼大多數程式語言中，陣列要從 0 開始編號，而不是從 1 開始呢？
從陣列儲存的記憶體模型上看： “下標”最確切的定義應該是“偏移(offset)”
用a表示陣列的首地址，a[0]就是偏移為0的位置，也就是首地址，a[k]就表示偏移k個type size的位置，所以計算a[k]的記憶體地址只需要使用下面公式：
a[k]_address = base_address + k * type_size
但如果從1開始計數，那計算陣列元素a[k]的記憶體地址就變成了：
a[k]_address = base_address + (k-1)*type_size
不難發現，從1開始編號，每次隨機訪問陣列元素就會多了一次減法運算，對於CPU來說，就多了一次減法指令。
陣列作為非常基礎的資料結構，通過下標隨機訪問陣列元素又是其非常基礎的程式設計操作，效率的優化就要儘可能做到極致。所以為了減少一次減法操作，陣列選擇了從 0 開始編號，而不是從 1 開始。
歷史原因：C 語言設計者用 0 開始計數陣列下標，之後的 Java、JavaScript 等高階語言都效仿了 C 語言，或者說，為了在一定程度上減少 C 語言程式設計師學習 Java 的學習成本，因此繼續沿用了從 0 開始計數的習慣。實際上，很多語言中陣列也並不是從 0 開始計數的，比如 Matlab。甚至還有一些語言支援負數下標，比如 Python。