Прошлое

Повествование можно начать с 1962 г., когда в Кембриджском университете началась работа над CPL («Cambridge Programming Language») — «усовершенствованным вариантом» ALGOL-60. К работе над языком подключился аспирант Мартин Ричардс; главной сложностью в реализации нового ЯП ему показалась необходимость ручного портирования компилятора для разных компьютерных платформ. В частности, когда кембриджский EDSAC-2 заменили на Atlas-2, разработчики CPL потратили много времени на портирование своего компилятора для новой платформы.

Диссертация Мартина была посвящена «само-компилирующемуся» CPL: разработанный Мартином компилятор был написан на сильно упрощённом варианте CPL, компилятор которого несложно было написать на тогдашнем макроассемблере. Перенос CPL на новую платформу теперь можно было выполнить в два шага:

1. Вручную пишем компилятор «упрощённого CPL»;
2. Компилируем им компилятор «полного CPL».

На этом Мартин не остановился, и разработал BCPL — систему для разработки переносимых компиляторов. Компилятор BCPL генерировал псевдокод, названный Мартином «OCODE».
— а отдельная программа, кодогенератор, превращала файл с таким псевдокодом в исполнимую программу для конечного процессора. OCODE сохранялся в виде текстового файла из десятичных чисел, разделённых пробелами и переводами строк: в то время, когда OCODE разрабатывался, привязка формата файла к конкретному размеру байта ограничивала бы переносимость такого файла.

Компилятор BCPL⁽¹⁾ поставлялся в виде OCODE, и чтобы перенести его на новую платформу, нужно было:

1. Вручную написать интерпретатор псевдокода⁽²⁾ (на любом языке, хоть на Бейсике);
2. Адаптировать кодогенератор,⁽³⁾ написанный на BCPL, для своей платформы;
3. Запустить под интерпретатором (2) компилятор BCPL (1), скормить ему кодогенератор (3), и получить на выходе исполнимый файл кодогенератора⁽⁴⁾;
   • Интерпретатор (2) нам с этого момента больше не нужен.
4. Прогнать через кодогенератор (4) псевдокод компилятора (1), и получить на выходе исполнимый файл компилятора.

Такой подход означал, что для переноса компилятора на новую платформу требуется лишь самый минимум низкоуровневого программирования; и действительно, реализация BCPL была завершена к 1967 г. — раньше, чем была завершена реализация CPL, начатая на несколько лет раньше!

Достоинства BCPL применительно к системному программированию вдохновили Кена Томпсона на создание языка Би, а тот — коллегу Кена, Денниса Ритчи, на создание Си. Именно из BCPL пошла традиция обозначать {фигурными скобками} блоки программы, и именно на BCPL была написана первая программа «Hello, World!».

GET "libhdr"

LET start() = VALOF
{ writef("Hello*n")
  RESULTIS 0
}

Более важная нам причина, по которой BCPL вошёл в историю: OCODE — первая универсальная «архитектура набора команд» (ISA), т.е. «виртуальная машина», не привязанная ни к какой конкретной аппаратной платформе с её особенностями. BCPL, таким образом — первый язык программирования, соответствующий парадигме «Write once, run anywhere» (WORA): программу на BCPL можно распространять в скомпилированном виде, и её можно будет запустить на любой платформе, для которой существует OCODE-кодогенератор.

Если вы хоть раз были сбиты с толку, что означает символ "амперсанд" (&) или "звёздочка" ("знак умножения", *) или запутывались, когда что использовать, то это статья для вас. Авторы Go старались сделать язык знакомым большинству программистов, и многие элементы синтаксиса заимствовали из языка С. Но в 2017м уже сложно понять, большинство программистов владеют С или нет, и смею полагать, что уже нет. Поэтому концепции хорошо знакомые прошлому поколению разработчиков, могут выглядеть совершенной абракадаброй для для нового поколения. Давайте немного копнём историю и расставим все точки над ї в вопросах указателей в Go и использования символов & и *.

Самое очевидное объяснение: индекс — это смещение относительно начала массива. Так элементы массива легче адресовать в памяти.

Проверим это на C.

#include <stdio.h>
int main()
{
    int data[3] = {1, 2, 3};
    int i = 0;
    printf("Array address: %p\n", data);
    do {
        printf("Array[%u] = %p\n", i, (void *)(&data[i]));
        i++;
    } while(i < 3);
}

Получим результат:

Array address: 0x7ffd7c514a6c
Array[0] = 0x7ffd7c514a6c
Array[1] = 0x7ffd7c514a70
Array[2] = 0x7ffd7c514a74

Как первый (нулевой) элемент, так и сам массив находятся по одному и тому же адресу, поскольку 0-й элемент удалён на 0 элементов от начала. Эта связь между указателями и массивами в C настолько тесная, что их даже можно рассматривать вместе.

Однако это ответ на вопрос «зачем», а не «почему». Нумеровать массивы с нуля стали не сразу. Удивительно, но развитие такого простого вопроса не умещается в предложении или абзаце.

Людей, внесших значительный вклад в развитие мировой IT-индустрии и вошедших благодаря этому в историю, можно пересчитать по пальцам. Один из них — Кеннет Лейн Томпсон, один из разработчиков Unix, операционных систем Plan 9 и Inferno, создатель языка программирования B, соавтор языка Go. Томпсон принимал участие в конструировании шахматного компьютера Belle, первой машины, достигшей уровня игры мастера с рейтингом USCF 2250. Она пять раз выигрывала чемпионат Северной Америки по компьютерным шахматам ACM и чемпионат мира по компьютерным шахматам 1980 года. В 1983 году Томпсон разделил со своим давним другом и коллегой Деннисом Ритчи премию Тьюринга, неофициально признанную «нобелевкой» в мире компьютерных наук.