串和串操作

一、概述< xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

    1）串和串操作

    存储器中的地址连续的若干单元的字符或数据称为字符串或数据串。串操作指令就是用来对串中每个字符或数据进行操作的指令。

    串指令既可处理字节串，也可处理字串，并在每完成一个字节（或字）的操作后，能够自动修改指针，以便执行下一个字节（或字）的操作。

    串指令可完成两个存储单元之间的传送和比较操作（也只有串指令才可以）。

    2）串操作的共同点

    l 源串（源操作数）默认在数据段中：段基地址由DS指定（但允许段超越），偏移地址由SI指定。即源串指针为DS:SI；

    l 目的串（目的操作数）默认在附加段中，段基地址由ES指定，偏移地址由DI指定。即目的串指针为ES:DI；

    l 若要使用重复前缀，则应把串长度放在CX中；

    l 在对串中的每个字节（或字）操作后，SI和DI中的串地址都会自动修改：±1或±2。其中±由方向标志DF决定：若DF=0，取“+”；若DF=1，取“-”。增减量大小由操作数类型决定：字节操作增减量为1，字操作增减量为2。若使用了重复前缀，CX的内容也会每次自动减1。

    3）串指令的操作
    ① 执行规定的操作；

    ② SI和（或）DI自动增量（或减量）；
    ③ 若有重复前缀，CX自动减1。

    由上可知，使用串操作指令之前应该设置：方向标志（DF）、源串指针（DS:SI）、目的串指针（ES:DI）和重复次数（CX）。

    显然，串操作指令可以处理的最大串长度为65535字节（或字）。

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二、重复操作前缀

    串操作指令前面允许带有一个重复操作前缀（简称重复前缀），使该指令能重复执行。重复前缀使得串操作指令在每完成一次操作后自动修改CX的值，直到CX=0或满足指定的条件为止。重复前缀包括：

    REP           CX≠0时重复执行指令规定的操作（无条件重复前缀）

    REPE/REPZ     CX≠0∧ZF=1时重复执行指令规定的操作

    REPNE/REPNZ   CX≠0∧ZF=0时重复执行指令规定的操作

    重复前缀可单独写为一行，也可写在串指令前面（但要用空格分开）。

    使用重复前缀可简化程序的编写，并加快串运算指令的执行速度。

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三、串操作指令

    8086指令系统共有5条串操作指令：串传送MOVS、串比较CMPS、串扫描SCAS、串装入LODS、串存储STOS。

    1. 串传送指令 MOVS

    【格式】

        MOVSB

    或  MOVSW

    或  MOVS  dest，src

    【功能及操作】

    串传送指令完成两个存储单元之间的数据传送。

    ①“MOVSB”指令将DS:SI所指向的存储单元中的一个字节传送到ES:DI所指向的存储单元。若DF=0，则传送后SI和DI都加1；若DF=1，则传送后SI和DI都减1。

    ②“MOVSW”指令将DS:SI所指向的存储单元中的一个字传送到ES:DI所指向的存储单元。若DF=0，则传送后SI和DI都加2；若DF=1，则传送后SI和DI都减2。

    ③“MOVS dest，src”指令视操作数类型（字节或字）与“MOVSB”或“MOVSW”等价。

    【使用】

    上述三种格式的串传送指令在执行前都需要预先设置地址指针DS:SI和ES:DI，设置传送方向，如果要重复执行，还需把重复次数放入CX并使用重复前缀。

    MOVS指令常与重复前缀REP联合使用，以简化程序，提高程序运行速度。

    点击观看MOVS指令动画演示。

    【例1】将2000H:1200H地址开始的200个字节传送到6000H:2000H开始的存储单元中。程序段如下：
        MOV  AX，2000H 
        MOV  DS，AX      ;设置源串段地址
        MOV  AX，6000H 
        MOV  ES，AX      ;设置目的串段地址
        MOV  SI，1200H   ;设置源串偏移地址
        MOV  DI，2000H   ;设置目的串偏移地址
        MOV  CX，100     ;串长度送CX
        CLD              ;DF←0，方向为从低地址到高地址

        REP  MOVSB       ;每次传送一个字节，并自动修改地址指针及CX内容

                         ;若修改后CX≠0就重复执行

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    2. 串比较指令 CMPS

    【格式】

        CMPSB

    或  CMPSW

    或  CMPS  dest，src

    【功能及操作】

    串比较指令与比较指令CMP的操作有点类似，CMP指令是对两个单个数据进行比较，而CMPS是对两个数据串进行比较。

    ①“CMPSB”指令将源存储单元（DS:SI）中的一个字节与目的存储单元（ES:DI）中的一个字节相减，根据结果设置标志位，但不保存结果。若DF=0，则比较后SI和DI都加1；若DF=1，则比较后SI和DI都减1。

    ②“CMPSW”指令将源存储单元（DS:SI）中的一个字与目的存储单元（ES:DI）中的一个字相减，根据结果设置标志位，但不保存结果。若DF=0，则传送后SI和DI都加2；若DF=1，则传送后SI和DI都减2。

    ③“CMPS dest，src”指令视操作数类型（字节或字）与“CMPSB”或“CMPSW”等价。

    【使用】

    上述三种格式的串比较指令在执行前都需要预先设置地址指针DS:SI和ES:DI，设置方向标志位，如果要重复执行，还需把重复次数放入CX并使用重复前缀。

    串比较指令通常和条件重复前缀REPE（REPZ）或REPNE（REPNZ）连用，用来检查两个字符串是否相等。

    点击观看CMPS指令动画演示。

    【例2】比较字符串STR1和字符串STR2是否相同，如果不同，将STR1中不相等字符的地址送BX。两个字符串的长度均为200个字节。

        程序如下：(假定DS和ES已设置好)

        LEA  SI，STR1    ;SI←源串首地址
        LEA  DI，STR2    ;DI←目的串首地址
        MOV  CX，200     ;CX←串长度

        CLD              ;DF←0，增地址方向

        REPZ CMPSB       ;对两个串逐个字符进行比较，直到遇到不同的字符或比较完

        JZ   STOP        ;若所有字符都相同，则转STOP
        DEC  SI          ;否则，使SI指向不相等的字符（CMPS指令已对SI自动加1）
        MOV  BX，SI      ;BX←不相等单元的地址
  STOP：...

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    3. 串扫描指令 SCAS

    【格式】

        SCASB

    或  SCASW

    或  SCAS  dest

    【功能及操作】

    SCAS指令将累加器AL（或AX）的内容与目的串（指针为ES:DI）中的字节（或字）进行比较，比较结果不改变目的操作数，只影响标志位。它执行与CMPS指令同样的不回送结果的减法操作，只是这里源操作数为AL（或AX）。

    ①“SCASB”指令将AL的内容与目的存储单元（ES:DI）中的一个字节相减，根据结果设置标志位，但不保存结果。若DF=0，则比较后DI加1；若DF=1，则比较后DI减1。

    ②“SCASW”指令将AX的内容与目的存储单元（ES:DI）中的一个字相减，根据结果设置标志位，但不保存结果。若DF=0，则传送后DI加2；若DF=1，则传送后DI减2。

    ③“SCAS dest，src”指令视操作数类型（字节或字）与“SCASB”或“SCASW”等价。

    【使用】

    上述三种格式的串扫描指令在执行前都需要预先设置AL（或AX）、目的串指针ES:DI，方向标志位DF，如果要重复执行，还需把重复次数放入CX并使用重复前缀。

    串扫描指令通常和条件重复前缀REPE（REPZ）或REPNE（REPNZ）连用，用来在字符串中搜索某个特定的关键字（把要查找的关键字放在AL（或AX），再用本指令与字符串中各字符逐一比较）。

    【例3】从ES:2000H单元开始存放了一个长度为100的字符串，寻找其中有无字符“S”。若有则记下扫描次数（次数放CNT单元），并记下存放“A”的地址（地址放ADDR单元）。程序段如下：

        MOV  DI，2000H    ;DI←目的串首地址
        MOV  CX，100      ;CX←串长度
        MOV  AL，"S"      ;AL←关键字“S”
        CLD               ;DF←0，增地址方向
        REPNZ SCASB       ;扫描字符串，直到找到“S”或扫描结束
        JZ   FOUND        ;若找到则转移

        MOV  DI，0        ;没找到，使DI=0
        JMP  DONE
FOUND： DEC  DI           ;使DI指向找到的“S”字符（SCAS指令已对DI自动加1）
        MOV  ADDR，DI     ;将“S”字符的地址送ADDR单元 
        SUB  DI，2000H    ;用“S”字符的地址减去首地址得到扫描次数
 DONE： MOV  CNT，DI      ;将搜索次数送CNT单元

    本例中，重复前缀REPNZ表示未找到字符“S”且扫描未结束(CX≠0)时，就继续搜索。若此例改为查找第一个不是“S”的字符，则重复前缀应使用REPZ，表示找到字符“S”且扫描未结束(CX≠0)时，就继续搜索。

    本例中，由于使用了条件重复前缀（REPNZ）从而使得退出串扫描循环的原因有两种可能：一种是找到“S”而退出，此时ZF=l。另一种可能是直到串扫描结束都没找到“S”而退出，此时ZF=0，CX=0。因而退出之后，可根据ZF标志来判断是属于哪种情况。

    另外，每执行一次SCAS，目的串指针DI都会自动加1，所以找到“S”字符后，需将DI减l才能得到“S”字符的地址。

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    4. 串装入指令 LODS

    【格式】

        LODSB

    或  LODSW

    或  LODS  src

    【功能及操作】

    “LODSB”（或“LODSW”）指令把由DS:SI指向的源串中的字节（或字）装入到AL（或AX）中，并根据DF自动修改指针SI，以指向下一个要装入的字节（或字）。

    “LODS src”指令视操作数类型（字节或字）与“LODSB”或“LODSW”指令等价。

    字节装入指令LODSB等价于以下两条指令组合：

        MOV  AL，[SI]

        INC  SI       ;或 DEC  SI（当DF=1）

    字装入指令LODSW等价于以下三条指令组合：

        MOV  AL，[SI]

        INC  SI       ;或 DEC  SI（当DF=1）

        INC  SI       ;或 DEC  SI（当DF=1）

    【使用】

    上述三种格式的串装入指令在执行前都需要预先设置源串指针DS:SI和方向标志DF。LODS指令一般不使用重复前缀，因为每重复一次AL或AX中内容将被后一次所装入的字符所取代，前一次装入的内容被复盖。

    【例4】以MEM1为首地址的存储器中有10个字节数据，编写程序将这10个数都乘2。

        （假定DS已设置好）
        LEA  SI，MEM1   ;SI←源串首地址
        MOV  CX，10     ;CX←串长度
        CLD             ;DF←0
  NEXT：LODSB           ;取一个数据到AL
        ADD  AL，AL     ;乘2

        MOV  [SI-1]，AL ;存回去

        DEC  CX         ;CX←CX-1
        JNZ  NEXT       ;CX≠0则继续

        ...

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    5. 串存储指令 STOS

    【格式】

        STOSB

    或  STOSW

    或  STOS  dest

    【功能及操作】

    “STOSB”（或“STOSW”）指令把AL（或AX）中的内容存储到由ES:DI指向的目的串中，并根据DF自动修改指针DI，以指向下一个要写入的字节（或字）存储单元。

    “STOS src”指令视操作数类型（字节或字）与“STOSB”或“STOSW”指令等价。

    字节装入指令STOSB等价于以下两条指令组合：

        MOV  ES:[DI]，AL

        INC  DI       ;或 DEC  DI（当DF=1）

    字装入指令STOSW等价于以下三条指令的组合：

        MOV  ES:[DI]，AX

        INC  DI       ;或 DEC  DI（当DF=1）

        INC  DI       ;或 DEC  DI（当DF=1）

    【使用】

    上述三种格式的串存储指令在执行前都需要预先设置AL（或AX）、目的串指针DS:SI和方向标志DF。利用重复前缀REP，可对连续的存储单元写入相同的值。

    本指令常用于对某一存储区域进行初始化（初值在放AL(AX)中）。

    【例5】把6000H:1200H开始的100个字节存储单元全部设置为55H。
        MOV  AX，6000H
        MOV  ES，AX      ;ES←目的串的段地址
        MOV  DI，1200H   ;DI←目的串的偏移地址
        MOV  CX，100     ;CX←串长度
        CLD              ;DF←0，增地址方向

        MOV  AL，55H     ;AL←55H
        REP  STOSB       ;将100个单元都写入55H

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四、串指令使用总结

指令 源操作数 目的操作数 重复前缀 指针增减 默认 允许的段超越 MOVS DS:SI ES，SS，CS ES:DI REP DF=0:增量 DF=1:减量 字节：±1 字：±2 CMPS DS:SI ES，SS，CS ES:DI REPZ，REPNZ SCAS AL/AX - ES:DI REPZ，REPNZ LODS DS:SI ES，SS，CS AL/AX - STOS AL/AX - ES:DI REP

    使用串指令的程序段结构如下：

      ...

      设置源串指针（DS,SI）

      设置目的串指针（ES,DI）

      设置重复操作次数（CX）--仅执行1次时可省略

      设置操作方向（DF）

      重复前缀（REP/REPZ/REPNZ）--仅执行1次时可省略

      串操作指令（MOVS/CMPS/SCAS/LODS/STOS）