汇编语言学习记录02之程序设计技巧

位运算技巧在汇编程序中的应用

• 寄存器初始化

  举例使用：

  xor ax, ax ;将ax寄存器置零
  

• 判断寄存器是否为0

  假如我们刚刚进行完除法运算，需要判断余数（默认存放在 DX 中）是否为0，我们可以对 DX 自身按位与，触发标志位影响，举例使用如下：

  and dx, dx
  jz next
  

• 求反的位同 1 异或，维持不变的位同 0 异或

• 检查某些位是否同时为 1

  举例：检查 CX 中的第1,6和11位中是否同时为1

  not cx ;先取反，如果所求位是1的话，此时转为0
  test cx, 0842h ;对其他位置0，对所求位同1按位与
  jz yes ;如果结果是0，说明所求位都转变成0了，即所求位原来同时为1
  not cx ;记得取补恢复
  

16进制数转换为ASCII码

DOS功能调用的2号功能的输出，需要传入一个ASCII码的字符。然而我们现在只有一个16进制数，如何得到对应的ASCII码呢？

方法一：查表法

零、适用范围：

适用于只有一位的16进制数（即4位二进制），不适用于两位或两位以上的16进制数。

一、要点：

• 换码指令—— XLAT：将BX指定的缓冲区中、AL 指定的位移处的一个字节数据取出赋给 AL ，实际相当于 (AL) = (DS:(BX+AL)) 。注意，不是单纯地赋予 AL+BX ，而是对应地址的值。

  换码指令执行前，一般在主存建立一个字节量表格（如下代码4-6行），内含要转换成的目的代码表格首地址存放于 BX，AL 存放相对表格首地址的位移量。

  换码指令执行后，将 AL 寄存器内容转换为目的代码。

二、代码：

assume cs:codesg, ds:datasg

datasg segment
        ASCII   db 30h,31h,32h,33h,34h,35h
                db 36h,37h,38h,39h	   ;0～9的ASCII码
                db 41h,42h,43h,44h,45h,46h ;A～F的ASCII码
        hex     db 09h                     ;任意设定了一个待转换的一位16进制数，这里以'0f'为例
datasg ends

codesg segment
start:
        mov ax, datasg
        mov ds, ax

        mov bx, offset ASCII ;bx存储标号ASCII的偏移地址（将其作为基准值）
        mov al, hex          ;将待转换的16进制数放到低位寄存器
        and al, 0fh          ;按位与，对8位的前4位清0（因为实验只要求输出后4位）
        xlat                 ;换码：al<- DS:[BX+AL] 基准值BX(ASCII的offset)+位移量AL(待转换)
        mov dl, al           ;入口参数：dl<-al
        mov ah, 2            ;02号DOS功能调用
        int 21h              ;显示一个ASCII码字符

        mov ah, 4ch
        int 21h
codesg ends

end start

三、内存中存储的数据：

四、运行结果：

hex赋值	0fh	09h
运行结果

方法二：位运算法

零、适用范围：

适用于多位16进制数，下面演示的是两位16进制数（即8位二进制，1个字节大小，可以存放到 8位寄存器 如 AL等）

一、分析：

我们观察一下 ASCII 码表，发现(0-9)的ASCII码（二进制8位）下，前8位具有共同前缀 0011 ，而末8位恰好就是(0-9)的二进制表示！那 16 进制下的(A-F)呢？我们只需要特判即可，如果该数字的ASCII码不超过 39H (即数字9)，那么直接输出即可；若超过（说明数字是A-F），那么直接对其**加上 (7) **即可

由于两位16进制数即是8位二进制数，故我们需要先对高4位二进制数进行转换，再对低4位二进制数进行转换。

二、代码：

datasg segment
datasg ends
    
stacks segment
    db 256 dup(?)
stacks ends

codesg segment
    assume cs:codesg, ds:datasg, ss:stacks
start:
    mov ax, datasg
    mov ds, ax
    mov al, 0fah; //将你需要转换的两位16进制放到al寄存器中

    push ax     ;暂存ax
    mov dl, al 
    mov cl, 4   ;用于shr指令，代表移位4位
    shr dl, cl  ;dl先取出al的高4位
    call transASCII
    pop dx      ;将之前存的ax给pop出来
    and dl, 0fh ;dl取出取出al的低4位
    call transASCII

    mov ah, 4ch
    int 21h

;子程序实现转换
transASCII proc far
    or dl, 30h ;对该串的前4位按位或上"0011"（ASCII码中数字的前缀串）
    cmp dl, 39h ;39H是数字9的ASCII码16进制
    jbe output ;小于等于39（即数字没超过9），直接输出
    add dl, 7  ;大于等于39 (即数字为A-F)，需要对ASCII码加上7
output:
    mov ah, 2
    int 21h
    ret
transASCII endp

codesg ends
    end start

三、运行结果：

AL赋值	fah	9ch
运行结果

多分支结构——地址表法

一、要点：

• 当程序分支较多时，可使用地址表（跳转表）来实现程序分支。我们在数据段事先安排一个地址表，里面连续存放的是一系列跳转地址，即各分支程序的入口地址。

  

• 由于使用 DOS 功能调用的1号功能，输入只能是一个字节大小的字符，同时是以二进制的ASCII码存入 AL 中。故需将 AL 存下 ASCII 码转换为对应的数字。（在下面的第30行代码）

• ⭐ 因为一个段最大存储空间是 (64) KB，偏移地址故使用 16 位表示。因此需要用 2 个字节存储单元 （1个字）去储存偏移地址。对于这个地址表而言，要两个字节、两个字节…如此去寻找表中的每个元素。（在下面的第32行代码）

二、代码：

datasg segment
    str0 db 0dh,0ah,'input number (1-3):',0dH,0ah,'$'
    str1 db 0dh,0ah,'chapter1: introduction',0dH,0ah,'$'
    str2 db 0dh,0ah,'chapter2: designing method',0dH,0ah,'$'
    str3 db 0dh,0ah,'chapter3: experiment',0dH,0ah,'$'
    table dw disp1, disp2, disp3  ;在数据段中定义各个标号的偏移地址，相当于offset disp1，此时相应内存单元即存了(16位)偏移量
datasg ends

stacks segment
    ;
stacks ends

codesg segment
    assume cs:codesg, ds:datasg, ss:stacks
start:
    mov ax, datasg
    mov ds, ax
input:
    mov ah, 09h ;输出字符串
    mov dx, offset str0
    int 21h

    mov ah, 01h
    int 21h
    cmp al, '1'
    jb input ;如果小于(below)1，则重新输入
    cmp al, '3'
    ja input ;如果大于(above)3，则重新输入
    
    and ax, 000fh; //16位ax只保留最后4位，从而实现ASCII转数字（具体见上）
    dec ax ; 因为地址表table里面的元素从0开始计数
    shl ax, 1; 左移一位，因为16位偏移地址占用2个字节单元
    mov bx, ax
    jmp table[bx]; //寄存器相对寻址，(ip)=table+bx


disp1:
    mov dx, offset str1
    jmp output
disp2:
    mov dx, offset str2
    jmp output
disp3:
    mov dx, offset str3
    jmp output 
output:
    mov ah, 09h
    int 21h
    mov ah, 4ch
    int 21h
codesg ends
    end start

逻辑尺

逻辑尺，其实就是将有限个算式中的加减运算符用 0 或 1 进行区分，由此得到有限长度的 01 串。

一、题目

给定数组 (x (x_1,x_2,...,x_{10})) 和 (y (y_1,y_2,...,y_{10})) ，要求计算下面的 (z (z_1,z_2,...,z_{10}))，具体算式如下：

[egin{cases} z_1 &= x_1 + y_1 \ z_2 &= x_2 + y_2 \ z_3 &= x_3 - y_3 \ z_4 &= x_4 - y_4 \ z_5 &= x_5 - y_5 \ z_6 &= x_6 + y_6 \ z_7 &= x_7 - y_7 \ z_8 &= x_8 - y_8 \ z_9 &= x_9 + y_9 \ z_{10}&= x_{10} + y_{10} \ end{cases} ]

二、分析

注意只有(10)项，每一项的(z_i(1leq ileq 10))都是由 (x_i) 与 (y_i) 进行加或减的运算，我们用 1 表示减法、0 表示加法，因此，从第一条式（在低位）到第10条式（在高位）的加减符号便能够得到一条 01 串：0000,0000,1101,1100b（16进制为 00dch），接着我们只需要循环依次遍历 (z_i) 便能够得出结果了。

三、代码

datasg segment
    x dw x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10 ;注意，存放的应该是x数组每个元素的值，这里写成x1,x2,...只是占个位
    y dw y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y9,y10 ;同上理y1,y2,...只是占个位，实际情况是要填上数字的
    z dw z1,z2,z3,z4,z5,z6,z7,z8,z9,z10 ;同上理z1,z2,...只是占个位，实际情况是要填上数字的
    logic_rule dw 00dch ; 0000,0000,1101,1100，其中1表示减法，0表示加法
datasg ends

stacks segment
    ;
stacks ends

codesg segment
    assume cs:codesg, ds:datasg, ss:stacks
start:
    mov ax, datasg
    mov ds, ax

    mov bx, 0
    mov cx, 10 ;10个元素
    mov dx, logic_rule
next:
    mov ax, x[bx] 
    shr dx, 1    ;右移，使得CF标记逻辑尺的最低位
    jc subtract  ;当前最低位为1，进行减法运算
    add ax, y[bx];当前最低位为0，进行加法运算
    jmp restore 
subtract:
    sub ax, y[bx]
restore:
    mov z[bx], ax;将结果存到z数组中
    add bx, 2 ;找到数组下一个字单元
    loop next

    mov ah, 4ch
    int 21h
codesg ends
    end start

其他算法

• 阶乘运算（递归实现）
  《汇编语言程序设计教程》（卜艳萍，清华出版社）P175

• 辗转相除法
  《汇编语言程序设计教程》（卜艳萍，清华出版社）P165

• 冒泡排序
  《汇编语言程序设计教程》（卜艳萍，清华出版社）P157