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汇编判断正负数

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【ARM汇编】如何判断数组中正负数个数?

写在前面:

在很多算法中都必须要用到if语句进行判断,前面我们提到了数组,也练习了用汇编的循环框架遍历数组,但当我们运用数组时,不可能仅仅用于遍历数组并求出数组的和。当我们对数组进行其他的一些操作时,就需要用到判断语句,那汇编中的判断语句是什么呢?

所有判断后缀

在x86中我们只能在跳转指令`“B”`后加上判断符,而在ARM中我们可以在任意指令后加上判断标识

所有的判断后缀,我把常用的给做了标红:

来看看今天的问题

如何用汇编实现判断数组中正负数的个数?

在汇编语言中程序的基本框架是不变的,我们之前写过循环的框架,这里我们可以直接把正向遍历的程序给贴过来,然后我们思考怎么运用判断后缀把数组中正数和负数分开,进行判断个数和分别求和。

1.编前准备

1.1用C的伪代码表示

先用C语言来实现这个功能,便于明确要实现功能的思路

C语言代码:

#include<stdio.h>
int main(){
    int ary[10] = {0,-1,2,3,4,5,-6,7,8,9};
    int sum1=0,sum2=0, i;
    int z=0,f=0;
    for ( i = 0; i < 10; i++)
    {
       	if(ary[i]>0){
       		z=z+1;
       		sum1 =sum1 +ary[i];
		   }
		else if(ary[i]<0){
			f=f+1;
			sum2 =sum2 +ary[i];
		   }
    }
    printf("正数的个数为:%d\n负数的个数为:%d\n",z,f);
    printf("正数的和为:%d\n负数的和为:%d\n",sum1,sum2);
    return 0; 
}

运行结果:

1.2参照正向遍历的框架

学习任何东西最快速的办法是,调取大脑中已有的知识,让新知识跟旧知识进行对比和延伸思考。

把正向遍历的程序贴过来,发现实现整体功能的框架基本不变,只需要把循环中的这一部分操作改一下即可。把步骤拆开,详细细分为下面几步,我们一起来看一下。

2.编写ARM汇编

2.1先给定一串数组、输出格式

这里要尝试输出正数的个数、负数的个数以及正数之和、负数之和;数组用ary自定义;通过地址长度计算出要循环的次数

.data
    fmt1:.asciz " The number of positive:%d\n The number of negative:%d\n"
    fmt2:.asciz " The positive and:%d\n The negative and:%d\n"
    ary:.word 0,-1,2,3,4,-5,6,7,8,-9
    .equ counter,( . - ary)/4

2.2在循环中加入判断、计数

这一步就是核心步骤,用汇编写if判断语句。之前给出过所有的指令,其中CMP用来判断。与CMP紧密联系在一块的就是加判断后缀的指令,这个指令可以是跳转(B)可以是(ADD)也可以是(MOV)。

要实现的功能:把数组中的第一个值取出来,然后与零进行判断,当大于零时,给正数的计数器加一,并且给正数的累加和加上当前数值。判断为负数时则相反。

ARM汇编实现方法:

    ldr r2,[r5],#4
        cmp r2,#0
        addgt r7,#1
        addgt r9,r2
        addlt r8,#1
        addlt r10,r2

如果在x86中只能是CMP比较完用BLT跳转到子程序,执行完再跳转回来,ARM对于判断就方便很多,可以直接加在想要比较后想要执行的语句上。并且只需要一次比较。后面可以跟很多个,比较后想要执行的代码。
 

2.3在主函数中初始化使用的寄存器

一般定义寄存器都是在完成核心代码之后,查看核心代码中用到了哪些寄存器,然后给对应的寄存器赋初始值

这里的寄存器分别表示:

r7用来存放正数的个数

r8用来存放负数的个数

r9用来存放正数之和

r10用来存放负数之和

这里用到的R4和R5和之前一样没有变化依旧是:循环变量和数组首地址

 mov r4,#0
    mov r7,#0
    mov r8,#0
    mov r9,#0
    mov r10,#0
    ldr r5, =ary

2.4输出累计之和

  1. 想要打印输出肯定是用到printf,那就得先调用输出的格式串,格式串在最开始就已经定义好。
  2. printf是从R1开始输出的所以要把我们需要的值正负数个数、正负数和,传递给R1、R2。
  3. 下面部分由于已经打印出来,所以就可以把R1、R2覆盖,并且当用B跳转一次,R0~R3的值都会变化,最好都要重写。
ldr r0,=fmt1
        mov r1,r7
        mov r2,r8
        bl printf

        ldr r0,=fmt2
        mov r1,r9
        mov r2,r10
        bl printf

2.5源代码

.data
    fmt1:.asciz " The number of positive:%d\n The number of negative:%d\n"
    fmt2:.asciz " The positive and:%d\n The negative and:%d\n"
    ary:.word 0,-1,2,3,4,-5,6,7,8,-9
    .equ counter,( . - ary)/4
.text
.globl main
 main:
    stmfd sp!,{lr}
    mov r4,#0
    mov r7,#0
    mov r8,#0
    mov r9,#0
    mov r10,#0
    ldr r5, =ary
    
    b testfor
loop:   
        ldr r2,[r5],#4
        cmp r2,#0
        addgt r7,#1
        addgt r9,r2
        addlt r8,#1
        addlt r10,r2
            
        add r4,#1
testfor:cmp r4,#counter
        blt loop

        ldr r0,=fmt1
        mov r1,r7
        mov r2,r8
        bl printf
        ldr r0,=fmt2
        mov r1,r9
        mov r2,r10
    mov r0, #0
    ldmfd sp!,{lr}
    mov pc, lr
.end

这里我们值需要判断正负计数即可,因为零既不属于正数也不属于负数

2.6运行结果

可以看到结果是正确的!

3.总结

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