子程序
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实验名称:子程序设计实验日期:2023年X月X日实验地点:XX大学计算机实验室实验目的:1. 理解子程序的概念和作用。
2. 掌握子程序的设计方法和调用方式。
3. 学会使用子程序提高程序的可读性和可维护性。
实验内容:一、实验背景子程序是程序设计中常用的一种结构,它可以将一段具有独立功能的代码封装起来,方便在其他程序中调用。
使用子程序可以提高程序的可读性、可维护性和模块化程度。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编译器:Visual Studio 20193. 编程语言:C++三、实验步骤1. 创建一个新的C++项目,命名为“子程序设计”。
2. 在项目中创建一个头文件“Subroutine.h”,用于声明子程序。
3. 在头文件中声明两个子程序:`Add` 和 `Subtract`。
4. 在头文件中定义一个全局变量 `Result`。
5. 在源文件“Subroutine.cpp”中实现头文件中声明的子程序。
6. 在主函数中调用子程序,并输出结果。
7. 编译并运行程序,观察输出结果。
四、实验代码1. 头文件“Subroutine.h”:```cpp#ifndef SUBROUTINE_H#define SUBROUTINE_Hvoid Add(int a, int b);void Subtract(int a, int b); int Result;#endif // SUBROUTINE_H```2. 源文件“Subroutine.cpp”:```cpp#include "Subroutine.h"void Add(int a, int b) {Result = a + b;}void Subtract(int a, int b) { Result = a - b;}```3. 主函数“main.cpp”:```cpp#include <iostream>#include "Subroutine.h"int main() {int a = 10;int b = 5;Add(a, b);std::cout << "Add: " << Result << std::endl;Subtract(a, b);std::cout << "Subtract: " << Result << std::endl;return 0;}```五、实验结果与分析1. 编译并运行程序,输出结果如下:```Add: 15Subtract: 5```2. 分析:(1)在实验中,我们首先在头文件中声明了两个子程序 `Add` 和 `Subtract`,它们分别用于计算两个整数的和与差。
1.编写子程序时,一般采用增量方式编程,这样可减少计算量。
2.主程序中的模态指令可被子程序中同一组的其他G 代码所更改。
如子程序用了G91代码后,再返回主程序时将继续以G91方式进行,故应特别注意代码的转换,否则可能产生位置错误。
3.调用程序时使用刀补。
最好不要在刀具补偿状态下的主程序中调用子程序,换句话来说,刀补的建立和取消应在子程序进行。
如果必须在主程序中建立,则应在主程序中消除。
绝不能在主程序中建立,在子程序取消,也不能在子程序建立,在主程序中消除,否则极易出错。
4.子程序不能单独运行。
1、子程序的调用和返回指令子程序的调用和返回是一对互逆操作,也是一种特殊的转移操作。
一方面,之所以说是转移,是因为当调用一个子程序时,程序的执行顺序被改变,CPU将转而执行子程序中的指令序列,在这方面,调用子程序的操作含有转移指令的功能,子程序的返回指令的转移特性与此类似;另一方面,转移指令是一种“一去不复返”的操作,而当子程序完后,还要求CPU能转而执行调用指令之下的指令,它是一种“有去有回”的操作。
为了满足子程序调用和返回操作的特殊性,在指令系统中设置了相应的特定指令。
1、1调用指令(CALL)调用子程序指令的格式如下:CALL 子程序名/Reg/Mem子程序的调用指令分为近(near)调用和远(far)调用。
如果被调用子程序的属性是近的,那么,CALL指令将产生一个近调用,它把该指令之后地址的偏移量(用一个字来表示的)压栈,把被调用子程序入口地址的偏移量送给指令指针寄存器IP即可实现执行程序的转移如果被调用子程序的属性是远的,那么,CALL指令将产生一个远调用。
这时,调用指令不仅要把该指令之后地址的偏移量压进栈,而且也要把段寄存器CS的值压进栈。
在此之后,再把被调用子程序入口地址的偏移量和段值分别送给IP和CS,这样完成了子程序的远调用操作00405600 call 0040689500405604 ......子程序调用指令本身的执行不影响任何标志位,但子程序体中指令的执行会改变标志位,所以,如果希望子程序的执行不能改变调用指令前后的标志位,那么,就要在子程序的开始处保护标志位,在子程序的返回前恢复标志位。
例如:CALL DISPLAY;DISPLAY是子程序名CALL BX;BX的内容是子程序的偏移量CALL WORD1;WORD1是内存字变量,其值是子程序的偏移量CALL DWORD1;DWORD1是双字变量,其值是子程序的偏移量和段值CALL word ptr [BX];BX所指内存字单元的值是子程序的偏移量CALL dword ptr [BX];BX所指内存双字单元的值是子程序的偏移量和段值1、2返回指令(RET)当子程序执行完时,需要返回到调用它的程序之中。
宏与子程序的区别宏和子程序都是为了简化源程序的编写,提高程序的可维护性,但是它们二者之间存在着以下本质的区别:1 、在源程序中,通过书写宏名来引用宏,而子程序是通过CALL 指令来调用;2 、汇编程序对宏通过宏扩展来加入其定义体,宏引用多少次,就相应扩展多少次,所以,引用宏不会缩短目标程序;而子程序代码在目标程序中只出现一次,调用子程序是执行同一程序段,因此,目标程序也得到相应的简化;3 、宏引用时,参数是通过“实参”替换“形参”的方式来实现传递的,参数形式灵活多样,而子程序调用时,参数是通过寄存器、堆栈或约定存储单元进行传递的;4 、宏引用语句扩展后,目标程序中就不再有宏引用语句,运行时,不会有额外的时间开销,而子程序的调用在目标程序中仍存在,子程序的调用和返回均需要时间。
总之,当程序片段不长,速度是关键因素时,可采用宏来简化源程序,但当程序片段较长,存储空间是关键因素时,可采用子程序的方法来简化源程序和目标程序。
处理的时间不同.宏调用是在源程序被汇编程序处理的;而子程序调用是在程序执行期间由CP 直接执行的.处理的方式不同.两者都必须先定义后使用,但宏调用是用宏体替换宏调用伪指令,实参代替形参,源程序被翻译成目标代码后宏定义随着消失;而子程序则没有这样的替换操作,是以CALL 指令将控制权由调用者转给子程序并执行.参数处理不同.宏调用是以实参代替形参,参数的形式不受限制,可以是任何合法的字符;子程序的参数需要寄存器或存储单元进行传递,而且需要附加的指令实现参数传递.执行速度不同.子程序调用时需要执行CALL 指令和RET 指令,还要执行实现参数传递的附加指令,因而会比宏展开后的代码多而执行速度稍慢.占用的存储器空间大小不同.宏指令在每次调用时都要展开,把宏体中的程序段复制一遍,因而用宏指令编写的程序在目标代码中会重复出现相同或相似的程序段,占用内存空间较大;而子程序是由CALL 指令调用的,无论调多少次,子程序的目标代码只在程序中出现一次,目标代码相对较短.宏与子程序具有各自的特点,程序员应该根据具体问题选择使用那种方法通常,当程序段较短或要求较快执行时,应选用宏;当程序段较长或为减小目标代码时,要选用子程序比较结论。
汇编语言之子程序汇编语言是一种底层编程语言,是计算机指令的集合表示形式。
在汇编语言中,子程序是一段独立的、可重复使用的代码片段,可以在程序中被多次调用。
子程序可以帮助我们实现代码的模块化,提高代码的可读性和可维护性。
本文将介绍如何在汇编语言中使用子程序以及其工作原理。
一、子程序的定义和使用在汇编语言中,子程序由一系列指令组成,这些指令可以完成特定的功能。
子程序可以通过call指令被调用,执行完子程序后会返回到调用子程序的指令处,继续执行程序的下一条指令。
在使用子程序前,我们需要先定义子程序。
定义子程序的语法如下:```subroutine_name:; 子程序代码ret```其中,subroutine_name是子程序的名称,可以根据实际需求自定义。
ret指令用于返回到调用子程序的指令处,继续执行程序的下一条指令。
调用子程序的语法如下:```call subroutine_name```其中,subroutine_name是要调用的子程序的名称。
二、传递参数和返回值子程序可以接收参数,并且可以有返回值。
在调用子程序时,可以通过寄存器或栈来传递参数。
在子程序内部,可以通过相应的寄存器或栈地址来获取参数的值。
例如,我们定义一个计算两个数之和的子程序add:```add:mov ax, [bp+4] ; 获取第一个参数的值add ax, [bp+6] ; 获取第二个参数的值ret```在主程序中调用add子程序:```mov ax, 5 ; 第一个参数mov bx, 10 ; 第二个参数call add ; 调用add子程序; 此时ax寄存器中的值为15,即5+10的结果```在子程序add中,我们通过寻址方式获取传递的参数,并将计算结果存入ax寄存器中,供主程序使用。
三、保存和恢复寄存器在汇编语言中,调用子程序时需要保存和恢复寄存器的值,以保证程序的正确执行。
在调用子程序前,我们可以使用push指令将需要保存的寄存器值压栈,然后在子程序的开头使用相应的pop指令将值弹出并恢复。