В предыдущем выпуске я рассказал, как записать число в память компьютера. Однако пропустил один важный момент. Мы не просто бросаем число куда-то в память, как в тёмный мешок. Вместо мешка у нас аккуратные пронумерованные ячейки, и число попадает в какую-то одну конкретную ячейку, номер которой мы должны назвать.
Это естественно: ведь у домов, которые стоят вдоль улицы, тоже есть адреса. И письма почтальоны не швыряют просто на улицу, а кладут в конкретный почтовый ящик с номером.
Любое число, записанное в память, явным образом получает еще одно свойство: адрес.
Говорить о каком-либо числе без его адреса нет смысла. Число 5, которое хранится по адресу 100, это совсем не то число 5, которое хранится по адресу 200. Это два разных числа, подразумевающие разное.
Допустим, я сохранил количество книг (5) по адресу 100. Но также мне нужно сохранить количество карандашей (20). Хорошо, я запишу число 20 в адрес 101.
Теперь, когда мне нужно узнать, сколько у меня есть книг, я буду читать число из адреса 100, а если понадобятся карандаши, то из адреса 101. Если я что-то перепутаю и прочитаю число не из того адреса, то получу неверный результат. Компьютеру ведь всё равно, для него это просто числа. И книги, и карандаши, и соответствие им адресов существуют только в моих понятиях.
К счастью, адресам можно давать вполне нормальные имена, то есть мы можем написать что-то вроде:
книги = 5
И это будет значить: по адресу "книги" сохранить число 5.
Но к этому мы вернемся, когда перейдем к языкам программирования. Главное, что как адрес ни назови, это имя будет существовать только для нас, а в памяти компьютера он всё равно будет иметь какой-то номер.
И первым номером всегда будет 0. Вы наверняка слышали какие-то шутки про программистов, которые всё считают с нуля.
Это кажется нелогичным. Мы всё привыкли считать с единицы. Мы говорим "первый", а не "нулевой". Если спортсмен прибежал первым, это же значит, что перед ним никого не было? Или был кто-то нулевой? Значит, первый прибежал не первым, а вторым? Всё становится запутанным.
Но объясняется это просто. Нет никаких нулевых по счету элементов. Это неправильное выражение. Первый элемент – всегда первый, и всегда №1, а не №0.
Но его адрес равен нулю. Правильно будет сказать так: это первый элемент с адресом 0.
Почему же тогда адреса начинаются с 0, а не с 1?
Потому что адреса – это на самом деле расстояния от начала памяти. На каком расстоянии от начала памяти находится первый элемент? На нулевом. Поэтому у него адрес 0. На каком расстоянии от начала находится второй элемент? На расстоянии 1. Поэтому у него адрес 1. И так далее. Посмотрите на линейку, и увидите, что она тоже начинается с 0.
Когда почтальон доставляет письмо, инструкция для него выглядит так: "найди дом с номером 10". Когда компьютер ищет данные в памяти, инструкция для него выглядит так: "отсчитай 10 элементов от начала памяти". Если нужен самый первый элемент, то получится "отсчитай 0 элементов от начала памяти". Выходит, что без нуля здесь никак не обойтись.
Выражение адресов через расстояния очень удобно для многих программных операций, о чем мы будем говорить позже.
А в следующем выпуске я расскажу о типах данных, которые позволяют хранить в памяти совершенно разные понятия: