Почему компьютеры отсчитывают от нуля?

Подсчет с нуля - очень распространенная практика на многих компьютерных языках, но почему? Читайте дальше, когда мы исследуем это явление и почему оно так широко распространено..

Сегодняшняя сессия вопросов и ответов пришла к нам благодаря SuperUser - подразделению Stack Exchange, группе веб-сайтов вопросов и ответов, управляемой сообществом..

Вопрос

Читатель SuperUser DragonLord интересуется, почему большинство операционных систем и языков программирования считаются с нуля. Он пишет:

Компьютеры традиционно подсчитывают числовые значения, начиная с нуля. Например, массивы в языках программирования на основе C начинаются с нуля индекса.

Какие исторические причины для этого существуют, и какие практические преимущества имеет счет от нуля по сравнению с счетом от одного?

Почему так? Как бы ни была широко распространена практика, безусловно, есть практические причины для ее реализации..

Ответ

Участник SuperUser Matteo предлагает следующие идеи:

Подсчет массивов от 0 упрощает вычисление адреса памяти каждого элемента.

Если массив хранится в данной позиции в памяти (это называется адресом), позиция каждого элемента может быть вычислена как

элемент (n) = адрес + n * size_of_the_element 

Если вы считаете первый элемент первым, вычисление становится

элемент (n) = адрес + (n-1) * size_of_the_element 

Не большая разница, но добавляет ненужное вычитание для каждого доступа.

Отредактировано, чтобы добавить:

• Использование индекса массива в качестве смещения - это не требование, а просто привычка. Смещение первого элемента может быть скрыто системой и учтено при выделении и ссылке на элемент.
• Дейкстра опубликовал статью «Почему нумерация должна начинаться с нуля» (pdf), где он объясняет, почему начинать с 0 - лучший выбор. Начиная с нуля, можно лучше представить диапазоны.

Если вы хотите углубиться в ответ, статья Дейкстры - это информативное чтение.

Есть что добавить к объяснению? Звук выключен в комментариях. Хотите узнать больше ответов от других технически подкованных пользователей Stack Exchange? Ознакомьтесь с полным обсуждением здесь.