爲何大部分編程語言的數組的下標都從0開始?

衆所周知，數組的一大優勢是隨機訪問，如何實現隨機訪問呢?

數組的特色：

• 線性
• 連續的內存空間和相同類型的數據

基於以上兩個特色也就決定了數組原生的支持隨機訪問的特性。

數組是如何實現根據下標隨機訪問數組元素的呢？

下面咱們用一個長度爲5的int類型的數組爲例，來看一下它的具體實現

如上圖，數組爲a[5]，計算機爲該數組分配了一塊連續的內存空間100-119，其中，內存塊的首地址爲first_addr = 100

計算機會給每一個內存單元分配一個地址，計算機經過地址來訪問內存中的數據。當計算機須要隨機訪問數組中的a[k]時，能夠經過以下的公式計算出a[k]的內存地址:

a[k]_address = first_address + k * data_type_size
複製代碼

data_type_size 表示的是每一個元素的大小。例子中的數組是int類型，因此data_type_size就是4字節。

上面的公式默認是下標從0開始的狀況，若是數組的下標是從1開始的話，那計算數組元素a[k]的內存地址的公式就會變爲：

a[k]_address = first_address + (k-1) * data_type_size
複製代碼

對比上面兩個公式，能夠發現，若是下標從1開始計數，每次隨機訪問數組元素時都將多進行一次減法運算，對於CPU來講，就是多了一次減法指令。

這是其中的一個緣由，其餘緣由歡迎你們一塊兒交流學習。