循环结构程序设计-微机原理及接口技术

实际问题中，经常需要按照一定的规律，多次重复执行一串语句，这类程序叫做循环程序。用循环程序处理带重复性的问题，可以缩短源程序和目标程序。

图4-6 循环程序结构

1.循环程序结构

循环程序结构如图4-6所示，可分为五个部分：

（1）初始化部分

这是循环的准备部分，又分为两部分：一个是循环工作部分初始化；另一个是结束条件的初始化，为程序操作、地址指针、循环计数、结束条件等设置初值。

（2）循环工作部分

这是循环程序的主体，用来完成主要的计算任务和基本操作，该段就是要求重复执行的程序段。

（3）循环修改部分

修改循环工作部分的变量地址等，为下一次循环作准备。

（4）循环控制部分

它为下一轮处理而修改循环次数计数器或判断结束条件。每循环一次都要检验循环结束的条件，当满足条件时就停止循环，往下继续执行其他程序。

（5）循环结束部分

循环结束后，用于分析和存放结果。

2.循环的控制方法

循环程序设计中如何控制循环是很重要的一个环节，常见的两种控制方法是：计数控制和条件控制。

（1）计数控制

这种控制方法用于循环次数已知的情况。一般用LOOP指令实现，CX寄存器为循环计数器。

（2）条件控制

这种控制方法用于循环次数未知，但却已知一些循环或不循环的条件。通过测试指令判断条件是否满足，来决定继续循环或不循环。

（3）逻辑尺控制

这是汇编语言循环程序设计独有的方式。所谓逻辑尺，是指具有一定长度的一串二进制数。该方式按照逻辑尺的指示，决定对循环体中某一部分是执行或不执行。

有些问题可综合采用上述控制的方法处理循环。

3.循环程序设计

进行循环程序设计时，根据具体问题，可以采用单重循环结构，也可以采用多重循环结构（即循环里面套循环）。

例4-16 编程计算。（设和值不大于一个字）(www.xing528.com)

解题思路：求100个数之和，显然可以采用循环结构程序，并且循环次数已知，循环控制采用计数控制方法。程序设计如下：

例4-17 写一个把字符串中的所有大写字母改写为小写字母的程序。设字符串以“$”结尾。

解题思路：该程序的主体是一个循环次数不确定的循环（字符串的长度不确定），根据是否到达字符串尾这个条件来控制循环。

例4-18 设计一个程序，判断无符号字型数组BUFFER的若干个元素中是否含有数字0，如有则把第一个0元素所在存储单元的偏移地址送字型变量ADDR，如没有则将该变量的值置为0FFFFH。

解题思路：这是一个由计数和条件双重控制的循环，利用$运算符可求出字型数组BUFFER中的元素个数，从而确定循环的最大次数；但在循环过程中，如果特定条件满足，则提前退出循环。程序设计如下：

例4-19 设字型数组X、Y分别有12个元素，试形成一个Z数组，使该数组的各元素满足以下关系：

Z₀=X₀+Y₀Z₁=X₁+Y₁Z₂=X₂-Y₂Z₃=X₃+Y₃Z₄=X₄+Y₄Z₅=X₅+Y₅

Z₆=X₆+Y₆Z₇=X₇-Y₇Z₈=X₈-Y₈Z₉=X₉+Y₉Z₁₀=X₁₀+Y₁₀Z₁₁=X₁₁-Y₁₁

解题思路：在本例中，虽然Z数组的各元素都是通过X、Y数组的对应元素计算得来的，但运算操作符不同，且无规律可循，所以用前面介绍的循环方法难以实现。如果用0表示加运算，用1表示减运算，则12个式子的运算操作按Z₁₁，Z₁₀，Z₉，…，Z₀的顺序可表示为二进制数100110000100。为存放这个二进制数，可在内存中定义一个字变量，将二进制数作为该变量的低12位，变量的高4位无意义。这种存储单元一般被叫做逻辑尺。这样我们可以用循环结构实现上述功能，在循环体中每次将逻辑尺右移一位，然后用分支结构对移出位进行判断，以决定是加运算还是减运算。程序设计如下：

例4-20 用冒泡排序法对有符号字型数组ARY按升序排列。

解题思路：设数组元素个数为N，从第一个数开始依次对相邻的两个数进行比较，如果次序正确，则不做任何操作，否则两数互换位置。这样，在进行第一遍的（N-1）次比较后，最小或最大的数已放到最后位置。因为有一个数放到了正确位置，所以第二遍少比较一次，只需比较（N-2）次……依此类推，总共循环（N-1）遍，每遍的比较次数递减。

下面是对有7个元素的无序表进行冒泡排序（升序）的过程（方括号内为比较范围）：

表的初始状态：[36486698751328]

第一遍比较之后：[364866751328]98

第二遍比较之后：[3648661328]7598

第三遍比较之后：[36481328]667598

第四遍比较之后：[361328]48667598

第五遍比较之后：[1328]3648667598

第六遍比较之后：13283648667598

下面用双重循环实现该算法，程序中内循环和外循环都用LOOP语句实现，注意由于内、外循环都要用到循环计数器CX，那么该如何保存当前内、外循环次数，而让CX值在两个嵌套的循环中应用不发生冲突，处理方法如下：