Причина, по которой индексация массива начинается с 0, — это, прежде всего, соглашение, установленное во многих языках программирования, включая C, C++, Java, Python и других. Это связано со способом хранения массивов в памяти и способом доступа к ним с помощью указателей.

Массивы во многих языках программирования реализованы как непрерывные блоки памяти. Каждый элемент массива занимает фиксированный объем памяти и сохраняется они один за другим. Индекс элемента определяет его положение относительно начала массива.

При доступе к элементу массива индекс используется как смещение от начала блока памяти массива. Начиная индекс с 0, это упрощает вычисление адреса памяти каждого элемента.

Использование индекса, начинающегося с нуля, имеет ряд преимуществ:

1. Простота: начало индексации с 0 упрощает арифметику, используемую для вычисления адреса памяти элемента. Индекс напрямую представляет собой смещение от начала массива.

2. Последовательность. Благодаря использованию последовательного подхода к индексации с отсчетом от нуля он согласуется с другими языковыми конструкциями, такими как арифметика указателей и индексация строк, что делает код более интуитивным и простым для понимания.

3. Совместимость. Многие языки программирования и библиотеки предназначены для работы с массивами с нулевым отсчетом. Принятие этого соглашения обеспечивает совместимость и облегчает взаимодействие между различными языками программирования и библиотеками.

4. Эффективность. Индексация с отсчетом от нуля обеспечивает эффективную арифметику указателей и адресацию памяти, поскольку она соответствует низкоуровневым деталям реализации массивов во многих языках программирования.

В заключение отметим, что использование индексации с нулевым отсчетом в массивах — это соглашение, которое упрощает адресацию памяти, обеспечивает согласованность, улучшает совместимость и согласовывает детали реализации низкого уровня.