循環(huán)和分支程序相關(guān)設(shè)計(jì)

循環(huán)和分支程序相關(guān)設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)1.掌握基本程序結(jié)構(gòu)――順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)及其匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)2.熟悉常見程序設(shè)計(jì)問題：數(shù)據(jù)范圍判斷（0～9、A～Z、a～z）字母大小寫轉(zhuǎn)換；字符串傳送、比較等操作求最大最小值、數(shù)據(jù)求和、統(tǒng)計(jì)字符個(gè)數(shù)數(shù)組排序，查找，插入，刪除●

（3）分支結(jié)構(gòu)（4）子程序結(jié)構(gòu)●程序結(jié)構(gòu)（5）復(fù)合結(jié)構(gòu)：多種程序結(jié)構(gòu)的組合…

（1）順序結(jié)構(gòu)（2）循環(huán)結(jié)構(gòu)2023/3/20●編制匯編語(yǔ)言程序的步驟(1)分析題意，確定算法(2)根據(jù)算法畫出程序框圖(3)根據(jù)框圖編寫程序(4)上機(jī)調(diào)試程序2023/3/205.0順序程序設(shè)計(jì)順序程序完全按指令書寫的前后順序執(zhí)行每一條指令，是最基本、最常見的程序結(jié)構(gòu)一般純粹的順序結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)較少。2023/3/20例datasegmentX dw5Y dw6Z dw7W dw?dataendscodesegmentmainprocfar

assumecs:code,ds:datastart:

pushds

xorax,ax pushaxmovax,datamovds,ax movax,X addax,Y addax,Z movW,ax retmainendpcodeendsendstartWX+Y+Z2023/3/20例代碼轉(zhuǎn)換；查表法，實(shí)現(xiàn)一位16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼顯示datasegment

ASCIIdb30h,31h,32h,33h,34h,35h db36h,37h,38h,39h ;0～9的ASCII碼

db41h,42h,43h,44h,45h,46h;A～F的ASCII碼

hex db0bh;任意設(shè)定一個(gè)待轉(zhuǎn)換的一位16進(jìn)制數(shù)dataendscodesegmentmainprocfar

2023/3/20例代碼轉(zhuǎn)換

assumecs:code,ds:datastart:pushdsxorax,ax pushaxmovax,datamovds,ax;------------- movbx,offsetASCII ;BX指向ASCII碼表

moval,hex ;AL取得一位16進(jìn)制數(shù)，正是ASCII碼表中位移

2023/3/20andal,0fh ;只有低4位是有效的，高4位清0 xlat ;換碼：AL←DS:[BX＋AL] movdl,al ;入口參數(shù)：DL←AL movah,2 ;02號(hào)DOS功能調(diào)用

int21h ;顯示一個(gè)ASCII碼字符

retmainendpcodeendsendstart例代碼轉(zhuǎn)換2023/3/20；查表法，實(shí)現(xiàn)一位16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼顯示datasegmentASCIIdb30h,31h,32h,33h,34h,35h db36h,37h,38h,39h ;0～9的ASCII碼

db41h,42h,43h,44h,45h,46h;A～F的ASCII碼

hex db0bh;任意設(shè)定一個(gè)待轉(zhuǎn)換的一位16進(jìn)制數(shù)dataendscodesegmentmainprocfarassumecs:code,ds:datastart: pushds xorax,ax pushax movax,data movds,ax ;------------- movbx,offsetASCII ;BX指向ASCII碼表

moval,hex ;AL取得一位16進(jìn)制數(shù)，正是ASCII碼表中位移 andal,0fh ;只有低4位是有效的，高4位清0 xlat ;換碼：AL←DS:[BX＋AL] movdl,al ;入口參數(shù)：DL←AL movah,2 ;02號(hào)DOS功能調(diào)用

int21h ;顯示一個(gè)ASCII碼字符

retmainendpcodeendsendstart5.1循環(huán)程序設(shè)計(jì)循環(huán)結(jié)構(gòu)一般是根據(jù)某一條件判斷為真或假來確定是否重復(fù)執(zhí)行循環(huán)體循環(huán)指令和轉(zhuǎn)移指令可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)控制2023/3/20●循環(huán)程序結(jié)構(gòu)形式DO-WHILE結(jié)構(gòu)

DO-UNTIL結(jié)構(gòu)控制條件初始化循環(huán)體YN控制條件初始化循環(huán)體YN2023/3/20初始化：設(shè)置循環(huán)的初始狀態(tài)循環(huán)體：循環(huán)的工作部分及修改部分控制條件：計(jì)數(shù)控制（LOOP）特征值控制（LOOPZ/LOOPNZ/ 條件跳轉(zhuǎn)指令）

●循環(huán)程序結(jié)構(gòu)說明2023/3/20例：把BX中的二進(jìn)制數(shù)以十六進(jìn)制的形式顯示在屏幕上

如：1011001011111010BB2FAH

BX12342023/3/20分析：(1)程序結(jié)構(gòu)的確定由題意應(yīng)該把BX的內(nèi)容從左到右每4位為一組在屏幕上顯示出來，顯然這可以用循環(huán)結(jié)構(gòu)來完成，每次顯示一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)位，因而循環(huán)次數(shù)是已知的，計(jì)數(shù)值為4。

（2）循環(huán)體的構(gòu)成（算法確定）循環(huán)體應(yīng)該包括：二進(jìn)制到所顯示字符的ASCII之間的轉(zhuǎn)換，以及每個(gè)字符的顯示。需要了解相關(guān)知識(shí)：◆字符和其ASCII碼之間的關(guān)系？

“0”~“9”

30H~39H,“A”~”F”41H~5AH◆如何顯示一個(gè)字符？（a）將顯示字符的ASCII碼放入DL寄存器；(b)將AH的內(nèi)容置為2（功能號(hào)）；（c）執(zhí)行INT21H（DOS功能調(diào)用）。2023/3/20（3）循環(huán)控制條件分析●因?yàn)檠h(huán)次數(shù)已知，可以使用LOOP指令實(shí)現(xiàn)，但是必須注意：由于循環(huán)移位指令中使用CL寄存器作為移位次數(shù)寄存器，而LOOP指令的循環(huán)次數(shù)隱含在CX寄存器中，因此，必須注意這兩者之間的沖突?！癯丝梢允褂肔OOP指令之外，還可以使用條件跳轉(zhuǎn)指令來實(shí)現(xiàn)。LOOPAGAIN

DEC計(jì)數(shù)器

JNZAGAIN2023/3/20

……

movcx,4；初始化rotate:pushcx

movcl,4rolbx,clmoval,blandal,0fhaddal,30h;’0’~’9’ASCII30H~39Hcmpal,3ahjlprintitaddal,7h;’A’~’F’ASCII41H~46Hprintit:movdl,almovah,2int21h

popcx

looprotate

……方法1(LOOP)2023/3/20

……

movch,4；初始化rotate:movcl,4rolbx,clmoval,blandal,0fhaddal,30h;’0’~’9’ASCII30H~39Hcmpal,3ahjlprintitaddal,7h;’A’~’F’ASCII41H~46Hprintit:movdl,almovah,2int21h

decchjnzrotate

……方法2(條件跳轉(zhuǎn)指令)2023/3/20例：將正數(shù)n

插入一個(gè)已整序的正數(shù)字?jǐn)?shù)組。該數(shù)組的首地址和末地址分別為ARRAY_HEAD,ARRAY_END。分析：題目要求在已經(jīng)排好序的正數(shù)數(shù)組中插入一個(gè)正數(shù)n，因此，解決問題的關(guān)鍵是找到要出入正數(shù)n的位置。需要考慮如下問題？（1）如何找到插入位置及軟件實(shí)現(xiàn)？（2）如何插入正數(shù)n及軟件實(shí)現(xiàn)?（3）數(shù)組邊界問題考慮？2023/3/20●由于數(shù)組已經(jīng)排好序，因此可以將正數(shù)n依次和數(shù)組中的數(shù)進(jìn)行比較，比較有個(gè)方向問題，這里假設(shè)數(shù)組在存儲(chǔ)單元中按地址遞增的方向從小到大依次存放。不妨從大數(shù)開始進(jìn)行比較，當(dāng)遇到第一個(gè)比n小的數(shù)，記下該位置，該位置就是要插入n的位置。●找到出入位置后，如何在不破壞原來數(shù)據(jù)順序基礎(chǔ)上插入n呢？打個(gè)比方：9個(gè)同學(xué)按高矮依次做在1~10號(hào)椅子上，現(xiàn)在第10個(gè)同學(xué)按照高矮要做在第5號(hào)椅子上，那么如何空出第5號(hào)椅子呢，但仍然保持高矮次序？只要9號(hào)同學(xué)移到10號(hào)，910,89,78,67,56就可以了。同樣，我們可以如法炮制，數(shù)組中將要插入數(shù)n位置前的數(shù)依次前移一個(gè)位置（兩個(gè)字節(jié)），空出要插入位置，將n放入即可?！裨诓迦霐?shù)時(shí)，可能遇到特殊情況，即數(shù)n比數(shù)組中所有的數(shù)都要大，或者小。若比所有的數(shù)都大，就不需要移動(dòng)原數(shù)組中的數(shù)，直接插入即可；若比所有的數(shù)都小，就將數(shù)n放在數(shù)組的首位置。2023/3/20

很顯然，查找位置和空出位置的過程就是循環(huán)比較的過程，因此采用循環(huán)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，那么，循環(huán)條件如何確定呢？其中一種比較容易想到循環(huán)條件就是：數(shù)組長(zhǎng)度（或數(shù)組首地址）及K<=n，其中K為依次從數(shù)組中取出的一個(gè)數(shù)。另外，可以充分利用題目中的已知條件即數(shù)組中的數(shù)均為正數(shù)，所以我們可以在數(shù)組的開始的前一個(gè)位置存放一個(gè)負(fù)數(shù)，不妨存放數(shù)-1，這樣，在循環(huán)控制時(shí)就不需要用數(shù)組長(zhǎng)度來進(jìn)行控制，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化程序的設(shè)計(jì)。而且需要注意的是，有可能一次都不需要移動(dòng)數(shù)組中的數(shù)。因此，應(yīng)選擇DO—WHILE結(jié)構(gòu)形式。2023/3/202023/3/20xdw?array_headdw3,5,15,23,37,49,52,65,78,99array_enddw105ndw32……movax,nmovarray_head-2,0ffffhmovsi,0compare:cmparray_end[si],axjleinsertmovbx,array_end[si]movarray_end[si+2],bxsubsi,2jmpshortcompareinsert:movarray_end[si+2],ax……35152337495265789910532-1array_headarray_endnx2023/3/20例：有數(shù)組x(x1,x2,……,x10)和y(y1,y2,……,y10)，

編程計(jì)算

z(z1,z2,……,z10)z1=x1+y1z2=x2+y2z3=x3-y3z4=x4-y4z5=x5-y5z6=x6+y6z7=x7-y7z8=x8-y8z9=x9+y9z10=x10+y10

邏輯尺：00110111001減法0加法2023/3/202023/3/20xdwx1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10ydwy1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y9,y10zdwz1,z2,z3,z4,z5,z6,z7,z8,z9,z10logic_ruledw00dch;0000,0000,1101,1100

……

movbx,0movcx,10movdx,logic_rulenext:movax,x[bx]shrdx,1jcsubtractaddax,y[bx]jmpshortresult;向前引用subtract:subax,y[bx]result:movz[bx],axaddbx,2loopnext……2023/3/20例:

將首地址為A的字?jǐn)?shù)組從小到大排序32,85,16,15,8（冒泡算法，多重循環(huán)）

5.1.3多重循環(huán)

多重循環(huán)程序設(shè)計(jì)的基本方法和單重循環(huán)程序設(shè)計(jì)是一致的，應(yīng)分別考慮各重循環(huán)的控制條件及其程序?qū)崿F(xiàn)，相互之間不能混淆。特別注意的是在每次通過外循環(huán)再次進(jìn)入內(nèi)循環(huán)時(shí)，初始條件必須重新設(shè)置。2023/3/20冒泡法“冒泡法”是一種排序算法，不是最優(yōu)的算法，但它易于理解和實(shí)現(xiàn)冒泡法從第一個(gè)元素開始，依次對(duì)相鄰的兩個(gè)元素進(jìn)行比較，使前一個(gè)元素不大于后一個(gè)元素；將所有元素比較完之后，最大的元素排到了最后；然后，除掉最后一個(gè)元素之外的元素依上述方法再進(jìn)行比較，得到次大的元素排在后面；如此重復(fù)，直至完成就實(shí)現(xiàn)元素從小到大的排序。n個(gè)數(shù)需要n-1遍比較，第一遍比較出一個(gè)最大（或最小）數(shù)，第二遍對(duì)剩下的數(shù)進(jìn)行比較，得到一個(gè)次最大（或次最?。?shù)，第n-1遍比較出最后兩個(gè)數(shù)的大小順序，至此整個(gè)數(shù)組全部排好序。每一遍比較需要比較的次數(shù)為要比較數(shù)減一。如n=5,第一遍比較次數(shù)為4（內(nèi)循環(huán)），第二遍比較次數(shù)為3（內(nèi)循環(huán)），第三遍比較次數(shù)為2（內(nèi)循環(huán)），第四遍比較次數(shù)為1（內(nèi)循環(huán)）。2023/3/20冒泡法的排序過程序號(hào)數(shù)比較遍數(shù)1234132285316415583216158851615832851581632858151632852023/3/20movcx,5;元素個(gè)數(shù)

deccx;比較遍數(shù)loop1:movdi,cx;比較次數(shù)

movbx,0loop2:movax,A[bx];相鄰兩數(shù)

cmpax,A[bx+2];比較

jlecontinuexchgax,A[bx+2];交換位置

movA[bx],axcontinue:addbx,2looploop2

movcx,dilooploop12023/3/205.2分支程序設(shè)計(jì)分支程序根據(jù)條件是真或假?zèng)Q定執(zhí)行與否判斷的條件是各種指令，如CMP、TEST等執(zhí)行后形成的狀態(tài)標(biāo)志2023/3/205.2.1分支程序結(jié)構(gòu)形式…case1case2casen?CASE結(jié)構(gòu)

IF-THEN-ELSE結(jié)構(gòu)?2023/3/20(1)邏輯尺控制(2)條件控制(3)地址跳躍表（值與地址有對(duì)應(yīng)關(guān)系的表）5.2.2分支程序設(shè)計(jì)方法程序的分支用條件轉(zhuǎn)移指令Jxx和JMP可以實(shí)現(xiàn)分支控制；常用的控制方法有2023/3/20例：有數(shù)組x(x1,x2,……,x10)和y(y1,y2,……,y10)，

編程計(jì)算

z(z1,z2,……,z10)z1=x1+y1z2=x2+y2z3=x3-y3z4=x4-y4z5=x5-y5z6=x6+y6z7=x7-y7z8=x8-y8z9=x9+y9z10=x10+y10

邏輯尺：00110111001減法0加法(1)邏輯尺控制2023/3/20xdwx1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10ydwy1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y9,y10zdwz1,z2,z3,z4,z5,z6,z7,z8,z9,z10logic_ruledw00dch;0000,0000,1101,1100

……

movbx,0movcx,10movdx,logic_rulenext:movax,x[bx]shrdx,1jcsubtractaddax,y[bx]jmpshortresult;向前引用subtract:subax,y[bx]result:movz[bx],axaddbx,2loopnext……2023/3/20(2)條件控制datasegmentarraydw12,11,22,33,44,55,66dw77,88,99,111,222,333numberdw55low_idxdw?high_idxdw?dataends例：折半查找算法.在數(shù)據(jù)段中，有一個(gè)按從小到大順序排列的無(wú)符號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)組ARRAY，數(shù)組中的第一個(gè)單元存放著數(shù)組的長(zhǎng)度。在AX中有一個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)，要求在數(shù)組中查找number，如果找到，則使CF=0，并在SI中給出該元素在數(shù)組中的偏移地址；如未找到，則使CF=1。2023/3/20121122334455667788991112223330123456789101112(ax)=55low_idx1145high_idx

12555(si)=0ahCf=0(ax)=90low_idx17789

high_idx

1212888(si)=10hCf=1折半算法2023/3/20在一個(gè)長(zhǎng)度為n的有序數(shù)組r中，查找元素k的折半查找算法可描述如下：（1）初始化被查找數(shù)組的首尾下標(biāo)，low1，highn；（2）若low>high，則查找失敗，置CF=1，退出程序。否則，計(jì)算中點(diǎn)mid[(low+high)/2]；（3）k與中點(diǎn)元素r[mid]比較。若k=r[mid]，則查找成功，程序結(jié)束；若k<r[mid]，則轉(zhuǎn)（4）；若k>r[mid]，則轉(zhuǎn)（5）；（4）低半部分查找，highmid-1，返回（2），繼續(xù)查找；（5）高半部分查找，lowmid+1，返回（2），繼續(xù)查找。2023/3/20……

leadi,arraymovax,number;要查找數(shù)

cmpax,[di+2];(ax)與第一個(gè)元素比較

jachk_lastleasi,[di+2]jeexit;(ax)＝第一個(gè)元素,找到退出

stcjmpexit;(ax)<第一個(gè)元素,未找到退出chk_last:movsi,[di]；元素個(gè)數(shù)

shlsi,1;計(jì)算最后一個(gè)元素

addsi,di；的地址

cmpax,[si];(ax)與最后一個(gè)元素比較

jbsearchjeexit;(ax)＝最后一個(gè)元素,找到退出

stcjmpexit

;(ax)>最后一個(gè)元素,未找到退出算法2023/3/20compare:cmpax,[bx+si]jeexitjahigher

deccxmovhigh_idx,cxjmpmidhigher:

inccxmovlow_idx,cxjmpmidno_match:stcexit:……search:movlow_idx,1movbx,[di];個(gè)數(shù)

movhigh_idx,bxmovbx,dimid:movcx,low_idxmovdx,high_idxcmpcx,dxjano_matchaddcx,dxshrcx,1movsi,cxshlsi,12023/3/20(3)地址跳躍表（值與地址有對(duì)應(yīng)關(guān)系的表）例：根據(jù)AL寄存器中哪一位為1（從低位到高位），把程序轉(zhuǎn)移到8個(gè)不同的程序分支branch_tabledwroutine1dwroutine2dwroutine3dwroutine4dwroutine5dwroutine6dwroutine7dwroutine82023/3/20

……

cmpal,0;AL為邏輯尺

jecontinue

leabx,branch_tableL:shral,1;邏輯右移

jncadd1

jmpwordptr[bx]

;段內(nèi)間接轉(zhuǎn)移add1:addbx,typebranch_table；addbx,2jmpLcontinue:……routine1