當(dāng)我們想要寫一個(gè)循環(huán)體，期望執(zhí)行10次的時(shí)候，我們會(huì)使用以下方式：

for?(int?i=0;?i<10;?i++){}

可以看到，為了保證循環(huán)10次，我們定義了一個(gè)整數(shù)變量從0開始。

還有，當(dāng)我們定義數(shù)組的時(shí)候，在常見的C語言、Java、Python等語言中，都是使用下標(biāo)0來表示第一個(gè)元素的。

從0開始更優(yōu)雅

Dijkstra通過分析，得出在進(jìn)行范圍表達(dá)的時(shí)候，使用左閉右開的方式更加合理。

但是，Dijkstra在分析出2 ≤ i < 13這種形式更加合理之后，他有陷入了另外一個(gè)思考，那就是：

當(dāng)處理長(zhǎng)度為 N 的序列時(shí)，到底第一個(gè)元素的下標(biāo)使用0還是1更加合適？

關(guān)于這個(gè)分析，他的出發(fā)點(diǎn)很簡(jiǎn)單，那就是哪種方式更加漂亮，更加優(yōu)雅。

他認(rèn)為，使用左閉右開的表達(dá)方式，當(dāng)下標(biāo)從 1 開始時(shí)，下標(biāo)范圍為 1 <= i < N+1；當(dāng)下標(biāo)從 0 開始時(shí)則是 0 <= i < N；

而顯然后面這種表達(dá)式更加漂亮、優(yōu)雅一些。所以，他建議我們使用0作為第一個(gè)下標(biāo)。

計(jì)數(shù)表示偏移量

很多人學(xué)習(xí)編程都是從C語言開始的，那么，C語言就是一個(gè)典型的0-base語言（以0作為計(jì)數(shù)的開始），其實(shí)，這一約定早在BCPL時(shí)代就是這樣的了。

在C語言還不叫C語言，還叫BCPL的時(shí)候，他的作者馬丁·理察德就設(shè)計(jì)了數(shù)組從0開始的索引方式。

當(dāng)我們?cè)贐CPL（C語言）中定義數(shù)組int arr[8]的時(shí)候，編輯器會(huì)在內(nèi)存中開辟一塊空間（這個(gè)空間中可能包含多個(gè)內(nèi)存單元）供該數(shù)組使用。

為了能讓數(shù)組找到編譯器為自己開辟的空間，會(huì)把這塊內(nèi)存空間中第一個(gè)內(nèi)存單元的地址(0X0000001)賦值給這個(gè)數(shù)組，當(dāng)我們使用&arr的時(shí)候，就可以拿到這塊地址。

BCPL最初是用IBM 7094機(jī)器編譯的；它在編譯時(shí)會(huì)優(yōu)化這些數(shù)組索引提供的指針反參考運(yùn)算（indirection），即可以通過指針取出地址中存儲(chǔ)的值，這個(gè)特性也一直延續(xù)到今天。

有了指針之后，我們可以使用int *pr = arr的方式初始化一個(gè)指針，那么，這時(shí)候，指針pr也會(huì)指向數(shù)組的內(nèi)存空間的第一個(gè)內(nèi)存單元的地址。

那有了數(shù)組和指針，想要使用這塊內(nèi)存第一個(gè)內(nèi)存單元存儲(chǔ)一個(gè)變量的時(shí)候，就需要想辦法表示這第一個(gè)空間。

那么，BCPL的作者采用了0作為數(shù)組第一個(gè)元素的下標(biāo)，因?yàn)樗J(rèn)為，數(shù)組的下標(biāo)應(yīng)該和指針的偏移量是相對(duì)應(yīng)的。這樣在使用第一個(gè)內(nèi)存單元的時(shí)候，直接使用arr[0]或者*(p+0)就可以了。

因?yàn)橹羔?(p+0)這種表達(dá)形式中的0表示的是偏移量，所以，無論數(shù)組的下標(biāo)從幾開始，*(p+0)都是用于存取內(nèi)存中的p+0位址的值，也就是0X0000001這塊內(nèi)存單元的值。

試想一下，如果使用1作為數(shù)組的起始下標(biāo)，那么arr1就應(yīng)該指向0X0000001這塊內(nèi)存，但是*(p+1)按照偏移量的計(jì)算方式，需要指向0X0000005這塊內(nèi)存。這種情況下，如果想要讓*(p+1)和arr[1]指向同一塊內(nèi)存，就需要額外做一次減法指令。

因?yàn)閹缀跛杏?jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，都借由位址和偏移量來表示直接引用內(nèi)存，所以，像C語言這種使用0做為數(shù)組的第一個(gè)下標(biāo)使得語言的實(shí)現(xiàn)上更加容易。

但是值得一提的是，在C語言流行起來之前，還是有很多1-base的編程語言的，如FORTRAN、BASIC等編程語言的數(shù)組下標(biāo)都是從1開始的。

隨著C語言的發(fā)揚(yáng)光大，很多語言都參考了C語言的做法。

Python作者的解釋

關(guān)于這個(gè)問題，之前也有網(wǎng)友在Twitter上詢問過Python之父——Guido van Rossum，他給出過正面回答，我把回答內(nèi)容的翻譯版貼在下面：

我記得自己就這個(gè)問題思考過很久；Python的祖先之一ABC語言，使用的索引是從1開始的（1-based indexing），而對(duì)Python語言有巨大影響的另一門語言，C語言的索引則是從0開始的。

我最早學(xué)習(xí)的幾種編程語言(Algol, Fortran, Pascal)中的索引方式，有的是1-based的，有的是從定義的某個(gè)變量開始（variable-based indexing）。而我決定在Python中使用0-based索引方式的一個(gè)原因，就是切片語法(slice notation)。

讓我們來先看看切片的用法。可能最常見的用法，就是“取前n位元素”或“從第i位索引起，取后n位元素”(前一種用法，實(shí)際上是i==起始位的特殊用法)。如果這兩種用法實(shí)現(xiàn)時(shí)可以不在表達(dá)式中出現(xiàn)難看的+1或-1，那將會(huì)非常的優(yōu)雅。

使用0-based的索引方式、半開區(qū)間切片和缺省匹配區(qū)間的話（Python最終采用這樣的方式），上面兩種情形的切片語法就變得非常漂亮：a[:n]和a[i:i+n]，前者是a[0:n]的縮略寫法。

如果使用1-based的索引方式，那么，想讓a[:n]表達(dá)“取前n個(gè)元素”的意思，你要么使用閉合區(qū)間切片語法，要么在切片語法中使用切片起始位和切片長(zhǎng)度作為切片參數(shù)。

半開區(qū)間切片語法如果和1-based的索引方式結(jié)合起來，則會(huì)變得不優(yōu)雅。

而使用閉合區(qū)間切片語法的話，為了從第i位索引開始取后n個(gè)元素，你就得把表達(dá)式寫成a[i:i+n-1]。

這樣看來，1-based的索引方式，與切片起始位+長(zhǎng)度的語法形式配合使用會(huì)不會(huì)更合適？這樣你可以寫成a[i:n]。事實(shí)上，ABC語言就是這樣做的——它發(fā)明了一個(gè)獨(dú)特的語法，你可以把表達(dá)式寫成a@i|n。

但是，index:length這種方式在其它情況下適用嗎？說實(shí)話，這點(diǎn)我有些記不清了，但我想我是被半開區(qū)間語法的優(yōu)雅迷住了。

特別是當(dāng)兩個(gè)切片操作位置鄰接時(shí)，第一個(gè)切片操作的終點(diǎn)索引值是第二個(gè)切片的起點(diǎn)索引值時(shí)，太漂亮了，無法舍棄。

例如，你想將一個(gè)字符串以i，j兩個(gè)位置切成三部分，這三部分的表達(dá)式將會(huì)是a[:i]，a[i:j]和a[j:]。

有道無術(shù)，術(shù)可成；有術(shù)無道，止于術(shù)

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的漫话：如何给女朋友解释为什么计算机从0开始计数，而不是从1开始？的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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