ARM汇编判断之如何用汇编判断数组中正负数个数

【ARM汇编】如何判断数组中正负数个数？

写在前面：

在很多算法中都必须要用到if语句进行判断，前面我们提到了数组，也练习了用汇编的循环框架遍历数组，但当我们运用数组时，不可能仅仅用于遍历数组并求出数组的和。当我们对数组进行其他的一些操作时，就需要用到判断语句，那汇编中的判断语句是什么呢？

所有判断后缀

在x86中我们只能在跳转指令`“B”`后加上判断符，而在ARM中我们可以在任意指令后加上判断标识

所有的判断后缀，我把常用的给做了标红：

来看看今天的问题

如何用汇编实现判断数组中正负数的个数？

在汇编语言中程序的基本框架是不变的，我们之前写过循环的框架，这里我们可以直接把正向遍历的程序给贴过来，然后我们思考怎么运用判断后缀把数组中正数和负数分开，进行判断个数和分别求和。

1.编前准备

1.1用C的伪代码表示

先用C语言来实现这个功能，便于明确要实现功能的思路

C语言代码：

#include<stdio.h>
int main(){
 int ary[10] = {0,-1,2,3,4,5,-6,7,8,9};
 int sum1=0,sum2=0, i;
 int z=0,f=0;
 for ( i = 0; i < 10; i++)
 {
 	if(ary[i]>0){
 	z=z+1;
 	sum1 =sum1 +ary[i];
	 }
	else if(ary[i]<0){
	f=f+1;
	sum2 =sum2 +ary[i];
	 }
 }
 printf("正数的个数为：%d\n负数的个数为：%d\n",z,f);
 printf("正数的和为：%d\n负数的和为：%d\n",sum1,sum2);
 return 0; 
}

运行结果：

1.2参照正向遍历的框架

学习任何东西最快速的办法是，调取大脑中已有的知识，让新知识跟旧知识进行对比和延伸思考。

把正向遍历的程序贴过来，发现实现整体功能的框架基本不变，只需要把循环中的这一部分操作改一下即可。把步骤拆开，详细细分为下面几步，我们一起来看一下。

2.编写ARM汇编

2.1先给定一串数组、输出格式

这里要尝试输出正数的个数、负数的个数以及正数之和、负数之和；数组用ary自定义；通过地址长度计算出要循环的次数

.data
 fmt1:.asciz " The number of positive:%d\n The number of negative:%d\n"
 fmt2:.asciz " The positive and:%d\n The negative and:%d\n"
 ary:.word 0,-1,2,3,4,-5,6,7,8,-9
 .equ counter,( . - ary)/4

2.2在循环中加入判断、计数

这一步就是核心步骤，用汇编写if判断语句。之前给出过所有的指令，其中CMP用来判断。与CMP紧密联系在一块的就是加判断后缀的指令，这个指令可以是跳转（B）可以是（ADD）也可以是（MOV）。

要实现的功能：把数组中的第一个值取出来，然后与零进行判断，当大于零时，给正数的计数器加一，并且给正数的累加和加上当前数值。判断为负数时则相反。

ARM汇编实现方法：

ldr r2,[r5],#4
 cmp r2,#0
 addgt r7,#1
 addgt r9,r2
 addlt r8,#1
 addlt r10,r2

如果在x86中只能是CMP比较完用BLT跳转到子程序，执行完再跳转回来，ARM对于判断就方便很多，可以直接加在想要比较后想要执行的语句上。并且只需要一次比较。后面可以跟很多个，比较后想要执行的代码。
 

2.3在主函数中初始化使用的寄存器

一般定义寄存器都是在完成核心代码之后，查看核心代码中用到了哪些寄存器，然后给对应的寄存器赋初始值

这里的寄存器分别表示：

r7用来存放正数的个数

r8用来存放负数的个数

r9用来存放正数之和

r10用来存放负数之和

这里用到的R4和R5和之前一样没有变化依旧是：循环变量和数组首地址

mov r4,#0
 mov r7,#0
 mov r8,#0
 mov r9,#0
 mov r10,#0
 ldr r5, =ary

2.4输出累计之和

1. 想要打印输出肯定是用到printf，那就得先调用输出的格式串，格式串在最开始就已经定义好。
2. printf是从R1开始输出的所以要把我们需要的值正负数个数、正负数和，传递给R1、R2。
3. 下面部分由于已经打印出来，所以就可以把R1、R2覆盖，并且当用B跳转一次，R0~R3的值都会变化，最好都要重写。

ldr r0,=fmt1
 mov r1,r7
 mov r2,r8
 bl printf

 ldr r0,=fmt2
 mov r1,r9
 mov r2,r10
 bl printf

2.5源代码

.data
 fmt1:.asciz " The number of positive:%d\n The number of negative:%d\n"
 fmt2:.asciz " The positive and:%d\n The negative and:%d\n"
 ary:.word 0,-1,2,3,4,-5,6,7,8,-9
 .equ counter,( . - ary)/4
.text
.globl main
 main:
 stmfd sp!,{lr}
 mov r4,#0
 mov r7,#0
 mov r8,#0
 mov r9,#0
 mov r10,#0
 ldr r5, =ary
 
 b testfor
loop: 
 ldr r2,[r5],#4
 cmp r2,#0
 addgt r7,#1
 addgt r9,r2
 addlt r8,#1
 addlt r10,r2
 
 add r4,#1
testfor:cmp r4,#counter
 blt loop

 ldr r0,=fmt1
 mov r1,r7
 mov r2,r8
 bl printf
 ldr r0,=fmt2
 mov r1,r9
 mov r2,r10
 mov r0, #0
 ldmfd sp!,{lr}
 mov pc, lr
.end

这里我们值需要判断正负计数即可，因为零既不属于正数也不属于负数

2.6运行结果

可以看到结果是正确的！

3.总结

• 对给定数组进行操作时，要把操作放入循环中，并且通过寄存器向后寻址的方式循环。
• 给出了所有的判断后缀，在ARM中可以把判断后缀放到任意的指令后，用于判断后的执行操作；一条CMP指令可以跟很多条判断执行操作。
• 编写汇编时，先写出核心代码部分，再给主函数、全局变量、输出语句中添加支撑条件。