用汇编的眼光看C++(之判断流程)
来源:互联网 发布:网络公选课怎么考试 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 10:34
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在我们平常的编程当中,用于判断的地方很多,但主要有下面三种方式:if-else;switch;?:。其中最后一种方式在本质上和if-else是一样的。switch和if-else其实也一样,如果我们把switch改成if(...) {} else if(...) {} else {},那么你实现的效果和switch实际差不多,熟悉的朋友都会有这样的体验。或许有的朋友还是不太相信,大家可以自己用写实例比较看一下。
(1) switch中的break重要吗?
- 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: }
21: int m = 10;004017A8 mov dword ptr [ebp-4],0Ah22: switch(m)23: {004017AF mov eax,dword ptr [ebp-4]004017B2 mov dword ptr [ebp-8],eax004017B5 cmp dword ptr [ebp-8],0Ah004017B9 je process+33h (004017c3)004017BB cmp dword ptr [ebp-8],0Bh004017BF 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,426: 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,430: break;31:32: default:33: break;34: }35: return;36: }上面的汇编代码说明了有break的时候,函数是怎么编译的。我们看到从地址0x4017AF处, CPU开始集中对m进行判断。首先,m的数据被赋值到eax,然后eax拷贝到堆栈【ebp-8】的内存当中。接着开始比较数据10,即16进制0A,如果两者相等,代码跳转到0x4017C3处理;但是如果不相等呢,那么指令会按照原来的排列顺序继续向下走,和11继续比较,如果比较成功,那么就会到地址0x4017d2处执行,如果都不相等,那么只好跳出switch模块,到地址0x4017df处执行了。前面我们说到,如果数据和10或者11比较成功的话,那么就会跳转到相应的case语句处继续执行,可是比较结束后,还会跳转到原来的位置吗?汇编代码告诉我们,他们不会。因为case比较结束后,也要到地址ox4017df处报到。
如果这里case10后面没有break呢?情况会不会不一样呢?
- 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: }
004017A8 mov dword ptr [ebp-4],0Ah22: switch(m)23: {004017AF mov eax,dword ptr [ebp-4]004017B2 mov dword ptr [ebp-8],eax004017B5 cmp dword ptr [ebp-8],0Ah004017B9 je process+33h (004017c3)004017BB cmp dword ptr [ebp-8],0Bh004017BF 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,426:27: case 11:28: printf("eleven!\n");004017D0 push offset string "eleven!\n" (0046f01c)004017D5 call printf (004214d0)004017DA add esp,429: break;30:31: default:32: break;33: }34: return;35: }我们在case10后面取消了break语句。和原来的情形稍有不同,我们发现case10在执行了printf函数之后,并没有跳出当前的switch模块,而是继续执行case11的语句。所以在输出结果的时候,你会发现ten和eleven都有打印。看了这样清晰的流程之后,相信你对break的重要性又有了新的认识。在汇编面前,一切都一目了然。
(2)if中的&&和||是怎么运算的?
同样,我们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: }
21: int m = 10;004017A8 mov dword ptr [ebp-4],0Ah22: int n = 0;004017AF mov dword ptr [ebp-8],023:24: if(m == 10 && n == 0)004017B6 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah004017BA jne process+3Fh (004017cf)004017BC cmp dword ptr [ebp-8],0004017C0 jne process+3Fh (004017cf)25: {26: printf("&&!\n");004017C2 push offset string "&&!\n" (0046f020)004017C7 call printf (004214e0)004017CC add esp,427: }28:29: if(m == 10 || n == 0)004017CF cmp dword ptr [ebp-4],0Ah004017D3 je process+4Bh (004017db)004017D5 cmp dword ptr [ebp-8],0004017D9 jne process+58h (004017e8)30: {31: printf("||");004017DB push offset string "||" (0046f01c)004017E0 call printf (004214e0)004017E5 add esp,432: }&&在C语言中是与的意思,而||是或的意思。与就是说,两者均为真;而或的意思是两方中一方为真即可。这在对应的汇编的语句上面也体现得淋漓尽致。首先我们看与的情形。从地址0x4017B6处地指令,我们发现首先比较的是m数据,然后比较的是n数据,这可以从他们在堆栈中的偏移值可以看出来。如果m和10比较,那么下面才有n和0比较的机会,一旦比较失败,就会跳转到地址0x4017cf处执行,跳出当前的判断模块。n和0比较也一样,只有两者都比较成功,才有机会进入地址0x4017C2处执行,打印&&。和与对应的是或,我们发现地址0x4017cf处开始比较的也是数据m,其次才是数据n。和与不同,m数据和n数据只要由一方成功,就会跳转到地址0x4017db处执行。只有两者都为假,才会跳出当前的模块。所以说,两个jne构成了与的基础,一个je和一个jne构成了或的基石。大家可以自己试试看如果&&的选项和||的选项不断进行叠加的时候会出现怎样的情形?试试看。
总结:
if-else这种二分判断结构其实在现在的编程中特别重要,也特别基础。有一个关于二分法最显著的代码就是在顺序数据中进行二分查找。如果有兴趣的话,自己可以动笔试试?在这里,我有几个建议:
(1)确保函数输入的索引范围有序 (start < end)
(2)在计算中间点的时候注意不要范围溢出 (middle = start + (end - start) >> 1)
(3)考虑把你的函数修改成通用的二分法查找函数(可以考虑用const void*和函数指针)
【预告: 下面一片博文的内容是用汇编的眼光看C++之循环判断】
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