数组的下标为什么从0开始

布满荆棘的人生 2023-01-05 12:07 154阅读 0赞

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为什么数组的下标是从0开始，而不是从1开始呢？从1开始不是更符合人们的习惯么。

数组（Array）一种线性表数据结构，用一组连续的内存空间，存储一组相同类型的数据

线性表（Linear List），每个线性表上最多有前后两个方向。 数组、队列、链表、栈都是线性表结构

非线性表，如二叉树、堆、图等。在非线性表中，数据不是简单的前后关系。

连续的内存空间和相同的数据结构，使其可以“随机访问”，弊端也很明显，某些操作十分低效。在数组中删除或插入数据时，要做大量的数据搬移工作。

从数组中存储的数据模型来看，下标最精确的意思是”偏移量“，a\[0\]的偏移量是0，即为首地址。a\[i\]的偏移量是i，寻址公式就是a\[i\]\_address = base\_address + i\*data\_type\_size

如果下标从1开始，那对应的寻址公式a\[i\]\_address = base\_address + （i-1）\*data\_type\_size  
对CPU来说，每次随机访问，就多了一次运算，多发一条指令。

上面的解析，算不上压倒性的证明。当初C语言的设计者用０开始计数数组下标，之后java、javaScript等高级语言都仿效了C语言，这也减少了C语言程序员学习java的成本。

简单来说，就是

假如数组的首地址 是 base\_address

如果索引从 1 开始计，元素 a\[1\] 是第一个元素，它的地址就是 base\_address，当我们要获取第 8 个元素 a\[8\] 的数据时，计算机就要找到元素 a\[8\] 所在的地址，计算公式就是 base\_address + （8-1）\* type\_size 。

如果索引从 0 开始计，元素 a\[0\] 是第一个元素，它的地址就是 base\_address，当我们要获取第 8 个元素 a\[7\] 的数据时，计算机就要找到元素 a\[7\] 所在的地址，计算公式就是 base\_address + 7 \* type\_size 。

我们发现，索引从 0 开始，寻址时会少做一次减法，这就是一个优化，别小看这种优化，计算的数量一旦上去，比如上亿次计算，那积累起来的优势是相当可观的。

其实，各种算法的优化，本质都是一样的，让计算机做更少的计算，只有做的事情少了，效率才会提高。

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