浅谈C语言数组元素下标为何从0开始

    很多同学可能在学习数组时会有这个疑问，下标为什么不从1开始呢？从1开始不是更符合大家的日常习惯吗？生活中我们通常说第1个，而不是第0个。的确，有些计算机语言如早期的pascal语言，数组元素的下标是从1开始的。难道是c语言故意要与众不同？要弄清楚这个问题，得先看一下计算机底层是怎样处理数组元素的。我们先编写了一个小程序，然后在visual studio中对其进行了反汇编。源程序和反汇编后的部分代码如下：

源程序：

int arr[5];  //一个全局数组

int main()

{
   int i;

   for (i =0;i < 5;i++)

      arr[i] = 9;

   return 0;

}

反汇编后的部分代码：

int i;
for (i = 0; i < 5; i++)
0101168e	c7 45 f8 00 00 00 00	mov dword ptr [ebp-8], 0
01011695	eb 09	jmp 010116a0
01011697	8b 45 f8	mov eax, dword ptr [ebp-8]
0101169a	83 c0 01	add eax,1
0101169d	89 45 f8	mov dword ptr [ebp-8],eax
010116a0	83 7d f8 05	cmp dword ptr [ebp-8],5
010116a4	7d 10	jge 010116b6
arr[i] = 9;
010116a6	8b 45 f8	mov eax,dword ptr [ebp-8]
010116a9	c7 04 85 80 95 01 01 09 00 00 00	mov dword ptr [eax*4+01019580h], 9
010116b4	eb e1	jmp 01011697
return 0;
010116b6	33 c0	xor eax,eax

    上表中除了程序源代码，其它部分中，最左列是指令的地址，中间是机器码，也就是机器最后执行的代码，右列是对应的汇编语言代码。可能初学者看不懂这些汇编代码，没有关系。我们重点看一下这一句：mov   dword ptr [eax*4 + 01019580h] , 9 它的功能就是arr[i] = 9，其中eax中存放着变量i的值，4表示每个元素占4个字节，01019580h是数组arr的首地址，为了确认，可以在监视窗口中键入arr或者&arr[0]，我们可以看到它们的值等于0x01019580h，如下图所示：

    也就是说，在给第i个元素赋值时，先要计算它的地址，即：首地址+i*4，在这个例子中，首地址是01019580h，所以第0个元素存放在以01019580h 开始的四个字节中，第1个元素存放在以01019584h 开始的四个字节中，…，第4个元素存放在以01019590h 开始的四个字节中。计算出地址后，用mov指令将9传递到该地址开始的4个字节中存放。执行完for循环后，查看01019580h开始的内存情况，如下图所示：

    可以看到，以0x01019580h开始的连续20个字节中存放着5个9。

    从上面看出，当数组元素下标从0开始时，每个元素的地址计算如下：

                              第0个元素地址：首地址 (首地址 + 0*4）

                              第1个元素地址：首地址 + 1*4

                              第2个元素地址：首地址 + 2*4

                                …

                            第i个元素地址：首地址 + i*4

    当数组元素下标从1开始时，每个元素的地址计算如下：

                              第1个元素地址：首地址

                              第2个元素地址：首地址 +（2-1）*4

                              第3个元素地址：首地址 +（3-1）*4

                                …

                            第i个元素地址：首地址 +（i-1）*4

    很明显，如果数组元素下标从1开始，每次计算地址时，需要多做一次减法操作。因此，为了提高效率，c语言数组元素下标从0开始。c语言的高效率就是体现在这些点点滴滴中的，需要在学习中慢慢体会！

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