从零开始的数组,这么设计么是为什呢?

怪瘦Java · · 90 次点击 · · 开始浏览    
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为什么数组要从零开始?

如题,数组第一个元素为什么要从零开始,而不从一开始?感觉这很反人类呀,正常来讲,一个集合的开始,不应该从一吗?

对于这个问题,我觉得可以从以下两方面来考虑。

1设计层面

我们先了解一下数组最基本的结构和寻址方式(即实现方式)。

现在市面上无论是C、Java、PHP,还是Go或者其他编程语言,他们数组的实现方式,应该都是一样的:一段连续的内存。

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数组在分配内存的时候,我们会知道数组的 开始地址 (PS:在目前下标为零的情况下,也等同于数组的第一个元素的地址)

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因为数组中每个元素的类型都是相同的,所以每种类型所占的内存大小是固定的,因而导致数组中每个元素的所占的内存大小都是相同的

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由此我们可以得出,数组中每个元素地址的计算公式:

// n为数组坐标,x为数组开始的内存地址,
//size为每个元素的大小

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这是目前数组寻址的计算公式;但是这是小标起始为0的时候,假如我们想让数组的起始下标变为1,则公式会变成什么样呢?

// n为数组坐标,x为数组开始的内存地址,size为每个元素的大小
array[n]的地址 = x + (n - 1) * size
对比以上两个公式,会发现,如果用下面的公式,仅仅是多了一个"n - 1"的运算!

要知道,数组是计算机语言的最最基本的组成单元,所有的计算机编程语言的其他组成部分,包括各种类库,各种特殊的数据结构(如Golang的channel)和语法字段等,都是基于数组等这些最最基本的组成单元之上做的封装;

假如我们把数组从1开始,对数组而言只是多了一步计算,但是,对于整个编程语言的系统而言,将会是多了无数次计算!所以:在编程语言的设计中,对于数组等这些最最基本的编程操作,要把效率做到极致!因此,数组的起始下标会是0开始。

2历史原因

还有一个比较重要的原因我觉得是历史使然,当初初级编程语言数组的设计(例如C),就是由零开始的;开发者们都熟悉了这种编程方式,导致后来陆陆续续出现的高级编程语言都延续了这个习惯。


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本文来自:简书

感谢作者:怪瘦Java

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