新书推荐:7.5 goto、break、continue语句

本节必须掌握的知识点:

        示例二十六

        代码分析

        汇编解析

        示例二十七

        代码分析

        汇编解析

7.5.1 示例二十六

goto语句:无条件转移语句。

语法格式:

goto label;

label :

代码;

●语法解析:

执行到goto语句时,则无条件跳转到label标记。其实就是汇编无条件跳转指令JMP,但是与JMP指令又有区别。

示例代码二十六

●第一步:分析需求,设计程序结构框架。

分析需求:构建一个while循环语句,当n > m时,重复执行whiler循环语句,重复语句块设了一个地址标号label:,while语句外的goto label;语句直接跳转到label地址标号处执行。

设计程序结构框架:goto语句跳入while循环结构内的重复语句。

 ●第二步:数据定义,定义恰当的数据结构;

       int n;//定义一个int类型的整型局部变量n,并将其初始化为1。

       int m;//定义一个int类型的整型局部变量m,并将其初始化为2。

●第三步:分析算法。

当执行goto语句时,直接跳过了while语句的条件判断,执行重复语句块内的n++;语句。

●第四步:编写伪代码,即用我们自己的语言来编写程序。

int main(void) {

    定义一个int类型整型循环变量n=1和m=2;

    goto label;跳转到label地址标号处

    while (n > m){ //条件为真执行重复语句块

        调用printf函数打印信息:"这句话是执行不到的"       

    label

        n++

        调用printf函数打印信息:("n=%d\n",n)        

    }                   

    调用printf函数打印信息"这句话可以执行到吗?\n" 

    system("pause");

    return 0;                                                                                                    

}

●第五步:画流程图,使用Visio、Excel或者其他绘图工具绘制算法流程和逻辑关系图; 如图7-5所示。

图7-5 示例二十六goto语句

●第六步:编写源程序,其实就是将我们的伪代码翻译成计算机语言;

/*

   goto语句

*/

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void) {

    int n = 1, m = 2;

    goto label; //跳转到label地址标号处

    while (n > m)

    {

        printf("这句话是执行不到的");

label: n++;

        printf("n=%d\n", n);

    }

    printf("这句话可以执行到吗?\n");

    system("pause");

    return 0;

}

●输出结果:

n=2

这句话可以执行到吗?                                                 

7.5.2 代码分析

按照while语句的语法格式,是先判断条件再执行语句块,由于我们加了goto语句打乱了while语句的正常执行流程。

1.申请变量n、m,并赋值为n=1,m=2;

2.执行goto语句,无条件跳转到label标记的代码处;

3.执行label 标记对应的代码处,n++;【此时我们看到代码并没有执行while语句对应的表达式,也没有判断表达式的真假,而是直接跳到了while语句块内执行label标记】。

4.输出n的值,1+1=2,n=2

5.此时在判断while语句表达式是否为真,2=2,条件为假,退出循环体

6.执行printf("这句话可以执行到吗?");

7.结束程序。

 

结论

1.goto语句为无条件跳转语句,跳转到goto后的地址标号处。

2.goto语句破坏了循环结构,也为退出循环提供了一个便捷通道。

3.goto语句中的地址标号只能在同一个函数内,不可以是另一个函数中的地址标号。

7.5.3 反汇编解析

汇编代码

;C标准库头文件和导入库

include vcIO.inc

.data

n sdword  1

m sdword  2

.const    

szMsg1 db "这句话是执行不到的",0dh,0ah,0

szMsg2 db "n = %d",0dh,0ah,0

szMsg3 db "这句话可以执行到吗?",0dh,0ah,0

.code     

start:

       mov eax,m

       jmp label1

       .while n > eax

              invoke printf,offset szMsg1 

label1:

              inc sdword ptr n;

              invoke printf,offset szMsg2,n

       .endw

       invoke printf,offset szMsg3 

       ;     

       invoke _getch

       ret                       

end start

●输出结果:

n=2这句话可以执行到吗?

在上述汇编代码中,jmp label1语句对应C语言中的“goto label;”语句,跳转到地址标号label1处。紧接着.while高级汇编伪指令对应C语言中的while循环语句,不需要再多解释。

反汇编代码

           int n = 1, m = 2;

001C1046  mov         dword ptr [n],1 

001C104D  mov         dword ptr [m],2 

    goto label;//跳转到label地址标号处

001C1054  jmp         label (01C106Bh)  ;无条件跳转到label地址处

    while (n > m)

001C1056  mov         eax,dword ptr [n] 

001C1059  cmp         eax,dword ptr [m] 

001C105C  jle         label+1Ch (01C1087h;n<=m时,(n=2)跳转到01C1087h地址处

    {

        printf("这句话是执行不到的");

001C105E  push        1C3000h 

    {

        printf("这句话是执行不到的");

001C1063  call        printf (01C10B0h) 

001C1068  add         esp,4 

    label: n++;

001C106B  mov         ecx,dword ptr [n] 

001C106E  add         ecx,1 

001C1071  mov         dword ptr [n],ecx 

        printf("n=%d\n", n);

001C1074  mov         edx,dword ptr [n] 

001C1077  push        edx 

001C1078  push        1C3014h 

001C107D  call        printf (01C10B0h) 

001C1082  add         esp,8 

    }

001C1085  jmp         main+16h (01C1056h)  ;无条件跳转到while语句起始位置

    printf("这句话可以执行到吗?\n");

001C1087  push        1C301Ch 

001C108C  call        printf (01C10B0h) 

001C1091  add         esp,4 

    system("pause");

001C1094  push        1C3034h 

001C1099  call        dword ptr [__imp__system (01C2078h)] 

001C109F  add         esp,4 

    return 0;

       上述反汇编代码将goto语句翻译为无条件跳转指令jmp语句,while语句翻译为CMP/JCC指令+JMP无条件跳转指令。请读者参照代码注释,分析程序的执行流程。

break语句

在循环中存在break语句,执行它相当于退出循环,跳转到循环语句块外的下一条语句地址处,详见“实验四十九for语句表现形式2的示例代码7-3-3.c”。

在6.3节switch语句中必然包含break语句。请读者回顾示例代码二十一的反汇编代码,查看break语句的跳转地址(跳出了switch语句块)。

此外,在7.1节do while语句的实验四十二中,do while语句嵌套的switch语句中也包含break语句。希望读者认真分析其反汇编代码,查看break语句的跳转地址。

基于上述break语句的示例,本节将不再重复介绍break语句的实现。

7.5.4 示例二十七

continue语句

我们用例子来看continue语句的用法。

示例代码二十七

●第一步:分析需求,设计程序结构框架。

分析需求:构建一个for循环语句,当循环变量i <= 10时,重复执行for循环语句块,重复语句块嵌套了一个if条件语句块,当循环变量i%2的模不为0时,执行if语句块,当执行到continue语句时,跳出本轮for循环,i++后执行下一轮循环。

设计程序结构框架:for语句嵌套if语句块,if语句块内的continue语句打断本轮循环,直接执行下一轮循环。

●第二步:数据定义,定义恰当的数据结构;

for语句的条件表达式中定义循环变量int i=1;

●第三步:分析算法。

当执行for循环语句时,如果if语句的条件判断为真,执行if语句块,当执行到continue语句时退出本轮for循环,进入下一轮循环。如果if语句条件表达式为假,执行printf("i = %d\n", i);

●第四步:编写伪代码,即用我们自己的语言来编写程序。

int main(void) {

    定义一个for循环语句;    表达式1:int i=1;

    表达式2:i <= 10;

    表达式3:i++;

    for (表达式1;表达式2;表达式3){ //条件为真执行重复语句块

        if(i%2)条件为真执行if语句块{

      调用printf函数打印信息("%d\n", i);        

      continue;// 执行到continue;时后面的printf(“■”);将不执行,被跳过。

      调用printf函数打印信息("■");

      }

      调用printf函数打印信息("i = %d\n", i);   

     }                   

     system("pause");

    return 0;                                   

}

●第五步:画流程图,使用Visio、Excel或者其他绘图工具绘制算法流程和逻辑关系图;如图7-6所示。

图7-6 示例二十七continue语句

●第六步:编写源程序,其实就是将我们的伪代码翻译成计算机语言;

/*

   continue语句

*/

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>                                

int main(void) {

    for (int i = 1; i <= 10; i++)          

    {

        if (i % 2)

        {

            printf("%d\n", i);

            continue;//执行continue;后面的printf(“■”);将不执行,被跳过。

            printf("■");

        }

        printf("i = %d\n", i);

    }

    system("pause");

    return 0;

}

●输出结果:

1

i = 2

3

i = 4

5

i = 6

7

i = 8

9

i = 10

请按任意键继续. . .

7.5.5 代码分析

1.当循环变量i=1时,for循环条件表达式为真,执行for循环语句块;

2.循环变量i=1时,i%2的模为1,if语句条件表达式为真,执行if语句块;

首先执行printf("%d\n", i);,然后执行continue语句,参考continue语句的流程图,我们清晰地看到continue语句跳过了printf("■");语句,直接跳到了n++;语句,然后开始下一轮循环。

3.当循环变量i=2时,for循环条件表达式为真,执行for循环语句块;

4.循环变量i=2时,i%2的模为0,if语句条件表达式为假,执行printf("i = %d\n", i);然后执行n++;语句,开始下一轮循环。

7.5.6 汇编解析

汇编代码

;C标准库头文件和导入库

include vcIO.inc

.data

i sdword  ?

.const    

szMsg1 db "%d",0dh,0ah,0

szMsg2 db "■",0

szMsg3 db "i = %d",0dh,0ah,0

.code     

start:

       mov sdword ptr i,1

next1:

       .while i <= 10

              mov eax,i

              mov ebx,2

              cdq

              idiv ebx

              .if edx

                     invoke printf,offset szMsg1,i

                     jmp next2      ;continue语句

                     invoke printf,offset szMsg2

              .else

                     invoke printf,offset szMsg3,i      

              .endif

next2:           

              inc sdword ptr i;

              jmp next1

       .endw

       ;     

       invoke _getch

       ret                       

end start

●输出结果:

1

i = 2

3

i = 4

5

i = 6

7

i = 8

9

i = 10

 

结论

上述汇编代码使用.while和.if/.else语句,等同于C语言中的for语句和if/else语句。比较有意思的是:汇编代码使用jmp无条件跳转指令实现了continue语句。对比C语言,汇编代码清晰的标注了跳转的地址标号,而C语言省略了地址标号,仅此而已。

反汇编代码

           for (int i = 1; i <= 10; i++)

01341044  mov         dword ptr [ebp-4],1  ;表达式1:循环变量i初始化为1

    for (int i = 1; i <= 10; i++)

0134104B  jmp         main+16h (01341056h;跳转到表达式2

0134104D  mov         eax,dword ptr [ebp-4] ;表达式3:i++

01341050  add         eax,1 

01341053  mov         dword ptr [ebp-4],eax 

01341056  cmp         dword ptr [ebp-4],0Ah ;表达式2:条件判断语句

0134105A  jg          main+63h (013410A3h;如果变量i>10则退出循环

    {

        if (i % 2)

0134105C  mov         ecx,dword ptr [ebp-4] ;取变量i的值送入ecx寄存器

0134105F  and         ecx,80000001h        ;这里是否还有印象?

01341065  jns         main+2Ch (0134106Ch;正整数则跳转

01341067  dec         ecx                 ;判断负整数

01341068  or          ecx,0FFFFFFFEh 

0134106B  inc         ecx 

0134106C  test        ecx,ecx 

0134106E  je          main+50h (01341090h;ecx为0(偶数)跳转到01341090h地址处

        {

            printf("%d\n", i);奇数则打印信息

01341070  mov         edx,dword ptr [ebp-4] 

01341073  push        edx 

01341074  push        1343000h 

01341079  call        printf (013410C0h) 

0134107E  add         esp,8 

        continue;//执行到continue;时后面的printf(“■”);将不执行,被跳过。

01341081  jmp         main+0Dh (0134104Dh;无条件跳转到循环语句的表达式3

            printf("■");

01341083  push        1343004h 

01341088  call        printf (013410C0h) 

0134108D  add         esp,4 

        }

        printf("i = %d\n", i);

01341090  mov         eax,dword ptr [ebp-4] 

01341093  push        eax 

01341094  push        1343008h 

01341099  call        printf (013410C0h) 

0134109E  add         esp,8 

    }

013410A1  jmp         main+0Dh (0134104Dh;无条件跳转到循环语句的表达式3

    system("pause");

013410A3  push        1343010h 

    system("pause");

013410A8  call        dword ptr [__imp__system (01342078h)] 

013410AE  add         esp,4 

    return 0;

       请读者仔细阅读代码注释,此处不再赘述。

 

总结

1.如果continue语句是在for语句大括号内,当continue语句被执行时,表示结束一轮循环、直接进入下一循环。也就是说continue语句后面的语句不被执行。

2.正确使用goto、break和continue语句时,这两个语句的执行速度会比结构化程序设计技术的执行速度更快。

3.break和continue语句用于改变控制流。当while、for、do/while或switch语句中执行break语句时,break语句会造成程序从语句退出,程序会接着执行该语句之后的第一条语句。

4.break语句的常规用途时从循环语句中退出,或跳过switch语句中剩余部分。

5.continue语句的作用是跳过剩余语句,并执行循环的下一次迭代。

练习

1、使用goto语句,求 1+2+3+......+100的和。

2、请修改示例代码二十七,不使用continue语句,实现相同的功能。

 3、请修改“实验四十九for语句表现形式2的示例代码7-3-3.c”,不使用break语句实现相同的功能。

本文摘自编程达人系列教材《汇编的角度——C语言》。

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