曹摯

摘 要：匯編語言是和機(jī)器語言一一對(duì)應(yīng)的一種符號(hào)語言。通過匯編語言能夠看到程序執(zhí)行的全過程。通過查看高級(jí)語言（這里以C語言為例）對(duì)應(yīng)的匯編語句，可以更加深入地理解程序的執(zhí)行步驟。本文通過一個(gè)C語言表達(dá)式的例子來說明利用匯編指令能夠解釋C語言中晦澀難懂的語句的執(zhí)行過程。

關(guān)鍵詞：匯編語言；機(jī)器語言；符號(hào)語言；高級(jí)語言

一、引言

在C語言的學(xué)習(xí)過程中，不同的讀者會(huì)使用不同的編譯器進(jìn)行程序的運(yùn)行和調(diào)試，不同的C語言編譯器由于開放廠商不同，對(duì)于C語言的某些晦澀難懂的表達(dá)式產(chǎn)生不同的結(jié)果。盡管這些問題只占C語言學(xué)習(xí)過程中的小部分，但是對(duì)于C語言的初學(xué)者來說會(huì)有學(xué)習(xí)障礙并產(chǎn)生畏難情緒。目前很多編譯器都有一個(gè)反匯編功能。這里的反匯編特指將C程序源代碼反向編譯成匯編語言的代碼。由于匯編語言和機(jī)器語言是一一對(duì)應(yīng)的，因此通過匯編語言能夠看到對(duì)應(yīng)的C語言代碼在機(jī)器中的運(yùn)行全過程，這個(gè)過程僅僅通過C程序代碼來看是不夠清晰的。本文以一個(gè)表達(dá)式的例子來說明反匯編后的語句能夠解釋C代碼中的疑難問題。特別說明的是這里需要讀者對(duì)匯編語言有簡單的了解。

二、匯編語言與高級(jí)語言

計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的只有二進(jìn)制的機(jī)器指令，然而由于機(jī)器指令繁瑣且難懂，因此產(chǎn)生了一種符號(hào)語言即匯編語言。匯編語言用一些常見的英文字母和數(shù)據(jù)表示一個(gè)指令，同時(shí)匯編語言中的匯編指令與機(jī)器指令是一一對(duì)應(yīng)的，而目前流行的高級(jí)語言是做不到的。匯編語言是機(jī)器語言的助記符，在各種計(jì)算機(jī)語言中，除了機(jī)器語言，匯編語言是執(zhí)行速度最快的語言，所占的內(nèi)存空間也很小。匯編語言曾經(jīng)是非常流行的程序設(shè)計(jì)語言，但是隨著軟件規(guī)模的不斷增長，人們對(duì)于軟件開發(fā)的進(jìn)度和效率的要求越來越高，匯編語言顯得有些力不從心，高級(jí)語言就逐漸代替了匯編語言。匯編語言的應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)向了嵌入式領(lǐng)域和工業(yè)控制領(lǐng)域。但是高級(jí)語言并不能完全代替匯編語言，匯編語言能夠最大限度地發(fā)揮硬件的性能。

我們經(jīng)常接觸的C語言、C++語言、Java語言、C#語言都屬于高級(jí)語言的范疇，高級(jí)語言和機(jī)器語言有一定的鴻溝，它屬于偏向人類自然語言的一種計(jì)算機(jī)語言。高級(jí)語言中的語句類似于數(shù)學(xué)表達(dá)式，人們更加容易理解，因此高級(jí)語言成為了目前主流的計(jì)算機(jī)語言。尤其是近些年來，面向?qū)ο蟮乃枷肽軌蚋訙?zhǔn)確地模擬了自然界的行為，因此面向?qū)ο蟮母呒?jí)語言（如C++、Java、C#）成為了軟件設(shè)計(jì)的主流語言。

三、一個(gè)例子

這里舉一個(gè)C語言的例子，程序輸出由三個(gè)自增運(yùn)算符相加后的結(jié)果。運(yùn)行的環(huán)境是VC++6.0。這里有必要說明的是，該語句在不同的編譯器下面可能會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。而對(duì)于不同結(jié)果的解釋則要通過將C語言轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的匯編語言才能夠解釋清楚。限于篇幅，這里只將程序的核心語句列出：

int i = 1； int s； s = （++i） + （++i） + （++i）； printf（"%d＼n"， s）；

很多初學(xué)者看到這個(gè)表達(dá)式，不假思索地就會(huì)得出6，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為i初始值為1，自增后都為2，因此結(jié)果為6。還有一部分人想得深入一些，他們認(rèn)為編譯器會(huì)先計(jì)算第一個(gè)++i，i自增以后為2，然后計(jì)算第二個(gè)++i，自增后i的值是3，最后計(jì)算第三個(gè)++i，得到4，計(jì)算2+3+4值為9。這種想法看似合理，然而通過編譯器VC++6.0運(yùn)行后的結(jié)果是10。這個(gè)結(jié)果讓人無法理解，這里只有通過該表達(dá)式對(duì)應(yīng)的匯編語言才能解釋清楚。通過VC++6.0中的反編譯工具，得到了語句s = （++i） + （++i） + （++i）所對(duì)應(yīng)的匯編語言如下：

mov ecx， dword ptr[ebp-8]

add ecx， 1

mov dword ptr [ebp-8]， ecx

mov edx， dword ptr [ebp-8]

add edx， 1

mov dword ptr [ebp-8]， edx

mov eax， dword ptr [ebp-8]

add eax， dword ptr [ebp-8]

mov ecx， dword ptr [ebp-8]

add ecx， 1

mov dword ptr [ebp-8]， ecx

add eax， dword ptr [ebp-8]

mov dword ptr [ebp-0Ch]， eax

從對(duì)應(yīng)的匯編語言中可以看出，VC++對(duì)該語言進(jìn)行了優(yōu)化。先算的是前兩個(gè)++i，即此時(shí)i的值為3，前后兩個(gè)i都為3。然后相加后再計(jì)算第三個(gè)++i，此時(shí)i的值為4，這樣最后的結(jié)果就是3+3+4的和為10，和程序運(yùn)行后的結(jié)果一致。這里體現(xiàn)出了匯編的思維，而不僅僅是用C語言的語法來解釋。

四、總結(jié)與展望

通過前面的例子可以看出，在學(xué)習(xí)C語言之前，適當(dāng)了解一些匯編語言的語法和計(jì)算機(jī)底層硬件的知識(shí)是大有好處的，因?yàn)閰R編語言和機(jī)器語言能夠做到一一對(duì)應(yīng)，而高級(jí)語言則無法做到，因此將高級(jí)語言（如C語言）通過編譯器轉(zhuǎn)化成匯編語言，可以清晰地看到程序在機(jī)器上的運(yùn)轉(zhuǎn)過程。對(duì)于程序中含義模糊的語句就可以一目了然了。通過上面的例子也可以看出，學(xué)習(xí)C語言最好要有點(diǎn)匯編語言的思維，C語言里面晦澀難懂的語句可以通過其對(duì)應(yīng)的匯編語言來解釋。另外學(xué)習(xí)匯編語言可以讓你真正了解計(jì)算機(jī)，理解高級(jí)語言的本質(zhì)與真諦。對(duì)于一個(gè)全面了解微機(jī)原理的程序員，匯編語言是必修語言。