为什么数组要从零开始?
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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。
01
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。
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)
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
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 array[n]的地址 = x + n * size
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。
02
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。
以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网
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