C/C++の配列インデックスが0から始まる理由とは？ポインタ演算の仕組みを解説

C言語やC++言語において、配列のインデックス（添字）は慣例的に「0」から始まります。これは単なる設計上の好みではなく、言語の内部的な仕組み——特にポインタ演算——と深く関係しています。

ポインタ演算との関係

配列のインデックスが0から始まる最大の理由は、a[i] が *(a + i) というポインタ演算として実装できる点にあります。ここで a は配列の先頭要素へのポインタ、i は先頭からのオフセット（ずらし幅）を表します。

インデックスが0から始まれば、a[0] は *(a + 0)、つまり先頭要素そのものを意味し、アドレス計算が非常にシンプルになります。

もしインデックスが1から始まったら？

仮に配列のインデックスが1から始まる仕様だった場合、a[i] は *(a + i - 1) として実装する必要があります。この「-1」という余分な減算処理が要素アクセスのたびに発生するため、コンパイル時の処理が複雑化し、プログラムの実行パフォーマンスにも悪影響を及ぼします。

このような理由から、C/C++では配列のインデックスを0から始める設計が採用されているのです。

サンプルコード

ポインタ演算を使って配列の各要素にアクセスする簡単なプログラムを以下に示します。

int main() {
    int array[5] = {7, 7, 7, 6, 6};
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << *(array + i);
    return 0;
}

実行結果

7 7 7 6 6

まとめ

配列のインデックスが0から始まるのは、インデックスを「先頭からのオフセット」として扱うことで、ポインタ演算 *(a + i) を効率的かつシンプルに実装できるためです。もし1から始めると余分な減算が発生し、パフォーマンスの低下につながるため、0始まりが最も合理的な設計と言えます。