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用匯編的眼光看C++(之判斷流程)

編輯:C++入門知識

 

【 聲明:版權所有,歡迎轉載,請勿用於商業用途。  聯系信箱:feixiaoxing @163.com】

 

 

    在我們平常的編程當中,用於判斷的地方很多,但主要有下面三種方式:if-else;switch;?:。其中最後一種方式在本質上和if-else是一樣的。switch和if-else其實也一樣,如果我們把switch改成if(...){} else if(...){} else {},那麼你實現的效果和switch實際差不多,熟悉的朋友都會有這樣的體驗。或許有的朋友還是不太相信,大家可以自己用寫實例比較看一下。

 

    (1)switch中的break重要嗎?

 

 

21:       int m = 10; 

004017A8   mov         dword ptr [ebp-4],0Ah 

22:       switch(m) 

23:       { 

004017AF   mov         eax,dword ptr [ebp-4] 

004017B2   mov         dword ptr [ebp-8],eax 

004017B5   cmp         dword ptr [ebp-8],0Ah 

004017B9   je          process+33h (004017c3) 

004017BB   cmp         dword ptr [ebp-8],0Bh 

004017BF   je          process+42h (004017d2) 

004017C1   jmp         process+4Fh (004017df) 

24:       case 10: 

25:           printf("ten!\n"); 

004017C3   push        offset string "ten!\n" (0046f028) 

004017C8   call        printf (004214d0) 

004017CD   add         esp,4 

26:           break; 

004017D0   jmp         process+4Fh (004017df) 

27: 

28:       case 11: 

29:           printf("eleven!\n"); 

004017D2   push        offset string "eleven!\n" (0046f01c) 

004017D7   call        printf (004214d0) 

004017DC   add         esp,4 

30:           break; 

31: 

32:       default: 

33:           break;  

34:       } 

35:       return; 

36:   } 

    上面的匯編代碼說明了有break的時候,函數是怎麼編譯的。我們看到從地址0x4017AF處,CPU開始集中對m進行判斷。首先,m的數據被賦值到eax,然後eax拷貝到堆棧【ebp-8】的內存當中。接著開始比較數據10,即16進制0A,如果兩者相等,代碼跳轉到0x4017C3處理;但是如果不相等呢,那麼指令會按照原來的排列順序繼續向下走,和11繼續比較,如果比較成功,那麼就會到地址0x4017d2處執行,如果都不相等,那麼只好跳出switch模塊,到地址0x4017df處執行了。前面我們說到,如果數據和10或者11比較成功的話,那麼就會跳轉到相應的case語句處繼續執行,可是比較結束後,還會跳轉到原來的位置嗎?匯編代碼告訴我們,他們不會。因為case比較結束後,也要到地址ox4017df處報到。

    如果這裡case10後面沒有break呢?情況會不會不一樣呢?

 

 

004017A8   mov         dword ptr [ebp-4],0Ah 

22:       switch(m) 

23:       { 

004017AF   mov         eax,dword ptr [ebp-4] 

004017B2   mov         dword ptr [ebp-8],eax 

004017B5   cmp         dword ptr [ebp-8],0Ah 

004017B9   je          process+33h (004017c3) 

004017BB   cmp         dword ptr [ebp-8],0Bh 

004017BF   je          process+40h (004017d0) 

004017C1   jmp         process+4Dh (004017dd) 

24:       case 10: 

25:           printf("ten!\n"); 

004017C3   push        offset string "ten!\n" (0046f028) 

004017C8   call        printf (004214d0) 

004017CD   add         esp,4 

26: 

27:       case 11: 

28:           printf("eleven!\n"); 

004017D0   push        offset string "eleven!\n" (0046f01c) 

004017D5   call        printf (004214d0) 

004017DA   add         esp,4 

29:           break; 

30: 

31:       default: 

32:           break; 

33:       } 

34:       return; 

35:   } 

    我們在case10後面取消了break語句。和原來的情形稍有不同,我們發現case10在執行了printf函數之後,並沒有跳出當前的switch模塊,而是繼續執行case11的語句。所以在輸出結果的時候,你會發現ten和eleven都有打印。看了這樣清晰的流程之後,相信你對break的重要性又有了新的認識。在匯編面前,一切都一目了然。

    (2)if中的&&和||是怎麼運算的?

 

    同樣,我們可以看下面一段示例。

 

 

21:       int m = 10; 

004017A8   mov         dword ptr [ebp-4],0Ah 

22:       int n = 0; 

004017AF   mov         dword ptr [ebp-8],0 

23: 

24:       if(m == 10 && n == 0) 

004017B6   cmp         dword ptr [ebp-4],0Ah 

004017BA   jne         process+3Fh (004017cf) 

004017BC   cmp         dword ptr [ebp-8],0 

004017C0   jne         process+3Fh (004017cf) 

25:       { 

26:           printf("&&!\n"); 

004017C2   push        offset string "&&!\n" (0046f020) 

004017C7   call        printf (004214e0) 

004017CC   add         esp,4 

27:       } 

28: 

29:       if(m == 10 || n == 0) 

004017CF   cmp         dword ptr [ebp-4],0Ah 

004017D3   je          process+4Bh (004017db) 

004017D5   cmp         dword ptr [ebp-8],0 

004017D9   jne         process+58h (004017e8) 

30:       { 

31:           printf("||"); 

004017DB   push        offset string "||" (0046f01c) 

004017E0   call        printf (004214e0) 

004017E5   add         esp,4 

32:       } 

    &&在C語言中是與的意思,而||是或的意思。與就是說,兩者均為真;而或的意思是兩方中一方為真即可。這在對應的匯編的語句上面也體現得淋漓盡致。首先我們看與的情形。從地址0x4017B6處地指令,我們發現首先比較的是m數據,然後比較的是n數據,這可以從他們在堆棧中的偏移值可以看出來。如果m和10比較,那麼下面才有n和0比較的機會,一旦比較失敗,就會跳轉到地址0x4017cf處執行,跳出當前的判斷模塊。n和0比較也一樣,只有兩者都比較成功,才有機會進入地址0x4017C2處執行,打印&&。和與對應的是或,我們發現地址0x4017cf處開始比較的也是數據m,其次才是數據n。和與不同,m數據和n數據只要由一方成功,就會跳轉到地址0x4017db處執行。只有兩者都為假,才會跳出當前的模塊。所以說,兩個jne構成了與的基礎,一個je和一個jne構成了或的基石。大家可以自己試試看如果&&的選項和||的選項不斷進行疊加的時候會出現怎樣的情形?試試看。

 

總結:

 

    if-else這種二分判斷結構其實在現在的編程中特別重要,也特別基礎。有一個關於二分法最顯著的代碼就是在順序數據中進行二分查找。如果有興趣的話,自己可以動筆試試?在這裡,我有幾個建議:

 

     (1)確保函數輸入的索引范圍有序 (start < end)

 

    (2)在計算中間點的時候注意不要范圍溢出 (middle = start + (end - start) >> 1)

 

    (3)考慮把你的函數修改成通用的二分法查找函數(可以考慮用const void*和函數指針)

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