从零开始的C语言数组，为何？

在学习C语言的时候，大家总是会产生一个疑惑——C的数组下标，为何从零开始？让我们简单探索一下。

人畜无害的数组

在一个阳光明媚的日子，你快快乐乐的创建了一个数组，打算一探数组的秘密，此刻你有：

#include<stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    int a[3] = {1, 2, 3};
    return 0;
}

这是一个简简单单的整形数组，它包含3个数字，C语言非常容易的在内存中创建了这个数组：

     -------------------
内存 |  1  |  2  |  3  |
     -------------------
地址 | 101 | 102 | 103 |
     -------------------

此时，我们便可以使用a[下标]的形式来访问和修改数组中的元素了。但，为什么下标从0开始呢？

一切从指针出发

对于我们的数组a，除了用a[下标]形式访问，我们还可以用指针形式访问。于是，你有：

#include<stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    int a[3] = {1, 2, 3};
    int *p = a;
    return 0;
}

C语言也老实的对内存进行了操作，现在你有：

     -------------------
内存 |  1  |  2  |  3  |
     -------------------
地址 | 101 | 102 | 103 |
     -------------------
       p↑

此时你敏锐的发现，指针p指向的不就正好是第一个元素吗？所以，你使用*p访问了a[0]才能访问的第一个元素。这之间似乎有一些隐约的联系。

此时，你思考到，如果要访问第二个元素该怎么办呢？答案是把指针p向后移动一位，也就是p+1，于是，你有：

     -------------------
内存 |  1  |  2  |  3  |
     -------------------
地址 | 101 | 102 | 103 |
     -------------------
            p+1↑

所以，访问第二位变成了*(p+1)，而对应的，你用a[1]也能访问同样的元素。两者惊人的相似，你也推导出*(p+i) = a[i]这个关系。

罪魁祸首

此时，你回头查看程序，发现你在使用指针时，并没有使用取地址符&，但p却能正确的指向数组a所在的地址。原来，数组名也是指针，它指向了数组第一个元素。

既然指向了第一个元素，那么*(a+0)访问第一个元素就变得理所当然了，但这和a[0]有什么关系？

关系在于，a[0]是*(a+0)的简写形式。它们是等价的式子。

因此，数组下标从零开始的原因便找到了。数组下标并不是代表这是数组中的第几个元素，而是代表指针要移动几次才能访问到这个元素。那么自然地，指针只需要移动0次就能访问第一个元素。这也就是为什么访问第一个元素要使用a[0]的原因。

奇怪的用法

既然a[i]等价于*(a+i)，我们又知道*(i+a)和*(a+i)是等价，交换加法两边的顺序显然是不影响结果。因此，我们按照简写的方式，可以推导出一个写法：i[a]。下标放在方括号的外面了，这样也是可行的吗？

是的，i[a]和a[i]是一样的，并不会引起编译错误，也能正确的访问元素。