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为什么数组下标是从0开始？可能原因

2023-05-16

也不是所有的高级程序语言都是如此，比如Python数组下标就支持负数。

原因一：历史原因

语言出现顺序从早到晚C、Java、JavaScript。
C语言数组下标是从0开始->Java也是->JavaScript也是。
降低额外的学习和理解成本。

原因二：减少CPU指令运算

（1）下标从0开始：

数组寻址——arr[i] = base_address + i * type_size --公式（1）

其中base_address为数组arr首地址，arr[0]就是偏移量为0的数组，即数组arr首地址；i为偏移量，type_size为数组类型字节数，比如int为32位，即4个字节。

（2）下标从1开始：

数组寻址——arr[i] = base_address + （i -1）* type_size --公式（2）

比较两个计算公式可以发现公式（2）每次CPU寻址需要多一次 i-1的操作，即多了一次减法的指令运算。

对于数组这种基础数据结构，无论在哪种高级程序语言中，都是频繁间接（作为容器的基础数据结构，比如Java的ArrayList）或者直接被使用的，因此要尽量减少其消耗CPU资源。

原因三：物理内存的地址是从0开始的

计算机主存被抽象成由多个连续字节大小的单元组成的数组（逻辑地址），每个字节都对应唯一的物理地址，第一个字节的地址为0。

原因四：计算机组成原理

无论是二进制还是十进制，都要表示数字1，只有N（N进制）的0次方才能产生数字1。

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