Дадим формальное определение:
массив — структурированный тип данных, состоящий из некоторого числа элементов одного типа.
Для того чтобы разобраться в возможностях и особенностях обработки массивов в программах на ассемблере, нужно ответить на следующие вопросы:
· Как описать массивв программе?
· Как инициализировать массив, то есть как задать начальные значения его элементов?
· Как организовать доступк элементам массива?
· Как организовать массивыс размерностью более одной?
· Как организовать выполнениетиповых операций с массивами?
Описание и инициализация массива в программе
Специальных средств описания массивов в программах ассемблера, конечно, нет. При необходимости использовать массив в программе его нужно моделировать одним из следующих способов:
1. Перечислением элементов массива в поле операндов одной из директив описания данных. При перечислении элементы разделяются запятыми. К примеру:
;массив из 5 элементов.Размер каждого элемента 4 байта:
2. Используя оператор повторения dup. К примеру:
;массив из 5 нулевых элементов.
;Размер каждого элемента 2 байта:
Такой способ определения используется для резервирования памяти с целью размещения и инициализации элементов массива.
3. Используя директивы labelиrept. Пара этих директив может облегчить описание больших массивов в памяти и повысить наглядность такого описания. Директиваreptотносится к макросредствам языка ассемблера и вызывает повторение указанное число раз строк, заключенных между директивой и строкой endm. К примеру, определим массив байт в области памяти, обозначенной идентификаторомmas_b. В данном случае директиваlabelопределяет символическое имяmas_b, аналогично тому, как это делают директивы резервирования и инициализации памяти. Достоинство директивыlabelв том, что она не резервирует память, а лишь определяет характеристики объекта. В данном случае объект — это ячейка памяти. Используя несколько директивlabel, записанных одна за другой, можно присвоить одной и той же области памяти разные имена и разный тип, что и сделано в следующем фрагменте:
mas_b label byte
mas_w label word
В результате в памяти будет создана последовательность из четырех слов f1f0. Эту последовательность можно трактовать как массив байт или слов в зависимости от того, какое имя области мы будем использовать в программе —mas_bилиmas_w.
4. Использование цикла для инициализации значениями области памяти, которую можно будет впоследствии трактовать как массив.
5. Посмотрим на примере листинга 2, каким образом это делается.
Листинг 2 Инициализация массива в цикле
mes db 0ah,0dh,’Массив- ‘,’$’
mas db 10 dup (?) ;исходный массив
xor ax,ax ;обнуление ax
mov cx,10 ;значение счетчика цикла в cx
mov si,0 ;индекс начального элемента в cx
go: ;цикл инициализации
mov mas[si],bh ;запись в массив i
inc i ;инкремент i
inc si ;продвижение к следующему элементу массива
loop go ;повторить цикл
;вывод на экран получившегося массива
mov ah,02h ;функция вывода значения из al на экран
add dl,30h ;преобразование числа в символ
mov ax,4c00h ;стандартный выход
end main ;конец программы
Доступ к элементам массива
При работе с массивами необходимо четко представлять себе, что все элементы массива располагаются в памяти компьютера последовательно.
Само по себе такое расположение ничего не говорит о назначении и порядке использования этих элементов. И только лишь программист с помощью составленного им алгоритма обработки определяет, как нужно трактовать эту последовательность байт, составляющих массив. Так, одну и ту же область памяти можно трактовать как одномерный массив, и одновременно те же самые данные могут трактоваться как двухмерный массив. Все зависит только от алгоритма обработки этих данных в конкретной программе. Сами по себе данные не несут никакой информации о своем “смысловом”, или логическом, типе. Помните об этом принципиальном моменте.
Эти же соображения можно распространить и на индексы элементов массива. Ассемблер не подозревает об их существовании и ему абсолютно все равно, каковы их численные смысловые значения.
Для того чтобы локализовать определенный элемент массива, к его имени нужно добавить индекс. Так как мы моделируем массив, то должны позаботиться и о моделировании индекса. В языке ассемблера индексы массивов — это обычные адреса, но с ними работают особым образом. Другими словами, когда при программировании на ассемблере мы говорим об индексе, то скорее подразумеваем под этим не номер элемента в массиве, а некоторый адрес.
Давайте еще раз обратимся к описанию массива. К примеру, в программе статически определена последовательность данных:
Пусть эта последовательность чисел трактуется как одномерный массив. Размерность каждого элемента определяется директивой dw, то есть она равна2байта. Чтобы получить доступ к третьему элементу, нужно к адресу массива прибавить6. Нумерация элементов массива в ассемблере начинается с нуля.
То есть в нашем случае речь, фактически, идет о 4-м элементе массива — 3, но об этом знает только программист; микропроцессору в данном случае все равно — ему нужен только адрес.
В общем случае для получения адреса элемента в массиве необходимо начальный (базовый) адрес массива сложить с произведением индекса (номер элемента минус единица) этого элемента на размер элемента массива:
база + (индекс*размер элемента)
Архитектура микропроцессора предоставляет достаточно удобные программно-аппаратные средства для работы с массивами. К ним относятся базовые и индексные регистры, позволяющие реализовать несколько режимов адресации данных. Используя данные режимы адресации, можно организовать эффективную работу с массивами в памяти. Вспомним эти режимы:
· индексная адресация со смещением — режим адресации, при котором эффективный адрес формируется из двух компонентов:
o постоянного (базового)— указанием прямого адреса массива в виде имени идентификатора, обозначающего начало массива;
o переменного (индексного)— указанием имени индексного регистра.
;поместить 3-й элемент массива mas в регистр ax:
· базовая индексная адресация со смещением — режим адресации, при котором эффективный адрес формируется максимум из трех компонентов:
o постоянного(необязательный компонент), в качестве которой может выступать прямой адрес массива в виде имени идентификатора, обозначающего начало массива, или непосредственное значение;
o переменного (базового)— указанием имени базового регистра;
o переменного (индексного)— указанием имени индексного регистра.
Этот вид адресации удобно использовать при обработке двухмерных массивов. Пример использования этой адресации мы рассмотрим далее при изучении особенностей работы с двухмерными массивами.
Напомним, что в качестве базового регистра может использоваться любой из восьми регистров общего назначения. В качестве индексного регистра также можно использовать любой регистр общего назначения, за исключением esp/sp.
Микропроцессор позволяет масштабировать индекс. Это означает, что если указать после имени индексного регистра знак умножения “*” с последующей цифрой 2, 4 или 8, то содержимое индексного регистра будет умножаться на 2, 4 или 8, то есть масштабироваться.
Применение масштабирования облегчает работу с массивами, которые имеют размер элементов, равный 2, 4 или 8 байт, так как микропроцессор сам производит коррекцию индекса для получения адреса очередного элемента массива. Нам нужно лишь загрузить в индексный регистр значение требуемого индекса (считая от 0). Кстати сказать, возможность масштабирования появилась в микропроцессорах Intel, начиная с модели i486. По этой причине в рассматриваемом здесь примере программы стоит директива .486. Ее назначение, как и ранее использовавшейся директивы.386, в том, чтобы указать ассемблеру при формировании машинных команд на необходимость учета и использования дополнительных возможностей системы команд новых моделей микропроцессоров.
В качестве примера использования масштабирования рассмотрим листинг 3, в котором просматривается массив, состоящий из слов, и производится сравнение этих элементов с нулем. Выводится соответствующее сообщение.
Листинг 3. Просмотр массива слов с использованием
.data ;начало сегмента данных
mes1 db ‘не равен 0!$’,0ah,0dh
mes2 db ‘равен 0!$’,0ah,0dh
mes3 db 0ah,0dh,’Элемент $’
mas dw 2,7,0,0,1,9,3,6,0,8 ;исходный массив
.486 ;это обязательно
mov ds,ax ;связка ds с сегментом данных
xor ax,ax ;обнуление ax
mov cx,10 ;значение счетчика цикла в cx
mov esi,0 ;индекс в esi
mov dx,mas[esi*2] ;первый элемент массива в dx
cmp dx,0 ;сравнение dx c 0
je equal ;переход, если равно
not_equal: ;не равно
mov ah,09h ;вывод сообщения на экран
mov ah,02h ;вывод номера элемента массива на экран
inc esi ;на следующий элемент
dec cx ;условие для выхода из цикла
jcxz exit ;cx=0? Если да — на выход
jmp compare ;нет — повторить цикл
mov ah,09h ;вывод сообщения mes3 на экран
mov ah,09h ;вывод сообщения mes2 на экран
inc esi ;на следующий элемент
dec cx ;все элементы обработаны?
mov ax,4c00h ;стандартный выход
end main ;конец программы
Еще несколько слов о соглашениях:
· Если для описания адреса используется только один регистр, то речь идет о базовой адресациии этот регистр рассматривается какбазовый:
;переслать байт из области данных, адрес
которой находится в регистре ebx:
· Если для задания адреса в команде используется прямая адресация(в виде идентификатора) в сочетании с одним регистром, то речь идет обиндексной адресации. Регистр считаетсяиндексным, и поэтому можно использовать масштабирование для получения адреса нужного элемента массива:
;сложить содержимое eax с двойным словом в памяти
;по адресу mas + (ebx)*4
· Если для описания адреса используются два регистра, то речь идет о базово-индексной адресации. Левый регистр рассматривается как базовый, а правый — как индексный. В общем случае это не принципиально, но если мы используем масштабирование с одним из регистров, то он всегда являетсяиндексным. Но лучше придерживаться определенных соглашений.
· Помните, что применение регистров ebp/bpиesp/spпо умолчанию подразумевает, что сегментная составляющая адреса находится в регистреss.
Заметим, что базово-индексную адресацию не возбраняется сочетать с прямой адресацией или указанием непосредственного значения. Адрес тогда будет формироваться как сумма всех компонентов.
;адрес операнда равен [mas+(ebx)+(ecx)*2]
;адрес операнда равен [(ebx)+8+(ecx)*4]
Но имейте в виду, что масштабирование эффективно лишь тогда, когда размерность элементов массива равна 2, 4 или 8 байт. Если же размерность элементов другая, то организовывать обращение к элементам массива нужно обычным способом, как описано ранее.
Рассмотрим пример работы с массивом из пяти трехбайтовых элементов (листинг 4). Младший байт в каждом из этих элементов представляет собой некий счетчик, а старшие два байта — что-то еще, для нас не имеющее никакого значения. Необходимо последовательно обработать элементы данного массива, увеличив значения счетчиков на единицу.
Листинг 4. Обработка массива элементов с нечетной длиной
MODEL small ;модель памяти
STACK 256 ;размер стека
.data ;начало сегмента данных
N=5 ;количество элементов массива
mas db 5 dup (3 dup (0))
.code ;сегмент кода
main: ;точка входа в программу
xor ax,ax ;обнуление ax
mov dl,mas[si] ;первый байт поля в dl
inc dl ;увеличение dl на 1 (по условию)
mov mas[si],dl ;заслать обратно в массив
add si,3 ;сдвиг на следующий элемент массива
Источник
Массивы как способ организации данных
Структура данных массив. Понятие массива
До сих пор мы работали с простыми переменными. Простая переменная характеризуется тем, что под ее именем в памяти хранится только одна величина. Однако есть задачи, в которых необходимо под одним именем задавать сразу несколько величин одного типа.
Пример.
С клавиатуры вводятся целые числа. Требуется распечатать их в обратном порядке. Если таких чисел три, то задача может быть решена следующим образом:
var al,a2,a3: integer;
Но для большого количества чисел программа будет громоздкой из-за количества используемых переменных. В данном случае можно использовать такой способ задания данных, как массив, позволяющий одним именем задать сразу несколько величин.
Массивом называется упорядоченная последовательность конечного числа однотипных данных, обозначаемая одним именем
Упорядочение заключается в том, что элементы массива располагаются в последовательных ячейках памяти (т.е. память под массив выделяется одним непрерывным куском). Массив можно представить себе как несколько одинаковых ящиков, скрепленных вместе. На всю конструкцию повешен один ярлык, имя массива. Все ящики пронумерованы, начиная с 1. Номер ящика — это значение индекса элемента массива.
. Чтобы получить доступ к нужному ящику, нужно указать имя массива и его индекс. Индекс записывается в квадратных скобках. Имя массива записывается по тем же правилам, что и имя простой переменной. Например: а[3] — обращение к 3-му элементу массива. Массив относится к структурированным типам данных.
Писание массива
Если при решении задачи используется массив, то в программе он должен быть описан либо в разделе переменных, либо в разделе типов. Описание массива в разделе переменных.
VAR : ARRAY [Tl ] OF T2 ;
Здесь ARRAY (массив); OF (из) — служебные слова; Tl — тин индекса, в качестве которого может быть любой простой тип, кроме стандартных типов INTEGER и REAL; T2 -тип элементов массива, допустимый в языке Паскаль (любой, кроме файлового). Примеры:
VAR A: ARRAY [1 ..5] OF REAL;
здесь А — имя массива, элементы которого имеют базовый тип REA1; тип индекса — ограниченный.(т.е. указывается нижняя граница и через двоеточие верхняя граница индекса).
Так как тип индекса не может быть стандартным целым или действительным типом, то нельзя делать следующее описание массива:
VAR A: ARRAY [5] OF REAL;
или VAR A: ARRAY [INTEGER] OF REAL;
Если несколько массивов имеют одинаковый тип индекса и одинаковый базовый тип, то допускается следующее описание:
VAR A,B,C: ARRAY [1..5] OF REAL;
здесь объявлено 3 массива А,В,С действительных чисел.
Внимание !
дй Нельзя путать понятия ‘индекс’ и ‘тип индекса’. Тип индекса используется в разделе описания массива, а индекс указывается в разделе операторов для обозначения конкретных элементов массива. В качестве индекса может быть выражение, частным случаем которого является константа или переменная.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Источник
