汇编比较三种循环
众所周知，在C语言可以使用可以使用三种循环，分别是：while、do...while和for
本笔记从汇编的角度出发，观察这三种循环的差异
范例代码
先贴出三种循环的代码，分别用这三种循环计算
0+1+2+3+4+5+6+7+8+9（从0一直加到9）
#include "stdafx.h"
int loop1(){
int i=0,j=0;
for(i=0;i<10;i++){
j=j+i;
}
return j;
}
int loop2(){
int i=0,j=0;
while(i<10){
j=j+i;
i=i+1;
}
return j;
}
int loop3(){
int i=0,j=0;
do {
j=j+i;
i=i+1;
} while(i<10);
return j;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int result=0;
result=loop1();
printf("%d\n",result);
result=loop2();
printf("%d\n",result);
result=loop3();
printf("%d\n",result);
return 0;
}
运行结果
显然，这三种循环都能正确地计算出结果，接下来挨个分析这三种循环的汇编代码
for循环
省去汇编代码中保护现场、提升堆栈、初始化堆栈、恢复现场和返回的代码，直接看代码的对应汇编
9: int i=0,j=0;
0040D748 mov dword ptr [ebp-4],0
0040D74F mov dword ptr [ebp-8],0
10: for(i=0;i<10;i++){
0040D756 mov dword ptr [ebp-4],0
0040D75D jmp loop1+38h (0040d768)
0040D75F mov eax,dword ptr [ebp-4]
0040D762 add eax,1
0040D765 mov dword ptr [ebp-4],eax
0040D768 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah
0040D76C jge loop1+49h (0040d779)
11: j=j+i;
0040D76E mov ecx,dword ptr [ebp-8]
0040D771 add ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D774 mov dword ptr [ebp-8],ecx
12: }
0040D777 jmp loop1+2Fh (0040d75f)
13: return j;
0040D779 mov eax,dword ptr [ebp-8]
14: }
头两行汇编对应将i和j初始化为0，没什么好说的
9: int i=0,j=0;
0040D748 mov dword ptr [ebp-4],0
0040D74F mov dword ptr [ebp-8],0
接下来看循环语句部分：
第一行为：
0040D756 mov dword ptr [ebp-4],0
对应for(i=0;i<10;i++)中的i=0
接下来是一个绝对跳转指令：
0040D75D jmp loop1+38h (0040d768)
跳转的地址为：0040d768
0040D768 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah
0040D76C jge loop1+49h (0040d779)
这里就是比较 i 和0Ah（十六进制的10），也就是对应for(i=0;i<10;i++)中的i<10
jge指令：jump greater equal，当大于等于时跳转（有符号）
所以这里就是判断i是否大于10，如果大于10就跳转到0040d779
接下来看0040d779对应的代码：
13: return j;
0040D779 mov eax,dword ptr [ebp-8]
这里就是返回的语句了，已经在循环的外部了，即上面的跳转其实就是退出循环的语句
如果前面的i<10，则继续向下看汇编语句：
11: j=j+i;
0040D76E mov ecx,dword ptr [ebp-8]
0040D771 add ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D774 mov dword ptr [ebp-8],ecx
先将j赋值给ecx，然后用ecx加上i，最后将ecx赋值给j，即j=j+i，也就是我们循环里要执行的内容
执行完上面的j=j+1后，下一行指令是一个绝对跳转：
12: }
0040D777 jmp loop1+2Fh (0040d75f)
跳转的地址为0040d75f，继续观察：
0040D75F mov eax,dword ptr [ebp-4]
0040D762 add eax,1
0040D765 mov dword ptr [ebp-4],eax
0040D768 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah
先将i的值赋给eax，然后eax加一后把eax赋给i，对应for(i=0;i<10;i++)中的i++
然后就回到了之前的步骤，比较i是否大于等于10，是则退出循环，否则继续循环执行
for循环总结
通过前面的分析大致可以知道for循环的执行流程为：
while循环
省去汇编代码中保护现场、提升堆栈、初始化堆栈、恢复现场和返回的代码，直接看代码的对应汇编
17: int i=0,j=0;
0040D7A8 mov dword ptr [ebp-4],0
0040D7AF mov dword ptr [ebp-8],0
18: while(i<10){
0040D7B6 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah
0040D7BA jge loop2+40h (0040d7d0)
19: j=j+i;
0040D7BC mov eax,dword ptr [ebp-8]
0040D7BF add eax,dword ptr [ebp-4]
0040D7C2 mov dword ptr [ebp-8],eax
20: i=i+1;
0040D7C5 mov ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D7C8 add ecx,1
0040D7CB mov dword ptr [ebp-4],ecx
21: }
0040D7CE jmp loop2+26h (0040d7b6)
22: return j;
0040D7D0 mov eax,dword ptr [ebp-8]
23: }
头两行初始化i和j，和前面一样，不属于循环的内容，这里给出i和j对应的地址
下面正式来看循环的内容：
18: while(i<10){
0040D7B6 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah
0040D7BA jge loop2+40h (0040d7d0)
比较 i 和 10
jge：jump greater equal，大于等于就跳转（有符号）
综上两句就是用来判断 i<10 对应while(i<10)中的 判断条件 i<10
如果i>=10，则跳转到0040d7d0，退出循环
22: return j;
0040D7D0 mov eax,dword ptr [ebp-8]
这里就是返回的语句了，已经在循环的外部了
如果i<10，也就是没有跳转，接着看下面的语句：
19: j=j+i;
0040D7BC mov eax,dword ptr [ebp-8]
0040D7BF add eax,dword ptr [ebp-4]
0040D7C2 mov dword ptr [ebp-8],eax
20: i=i+1;
0040D7C5 mov ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D7C8 add ecx,1
0040D7CB mov dword ptr [ebp-4],ecx
21: }
就是执行我们while里面所写的代码（执行循环内的代码）
接着看下面的语句，是一个无条件跳转，跳转到前面的0040d7b6
0040D7CE jmp loop2+26h (0040d7b6)
来看看0040d7b6，就是最开始的判断语句，如果i<10则继续执行，否则跳出循环
0040D7B6 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah
0040D7BA jge loop2+40h (0040d7d0)
while循环总结
通过前面的分析大致可以知道while循环的执行流程为：
do while循环
省去汇编代码中保护现场、提升堆栈、初始化堆栈、恢复现场和返回的代码，直接看代码的对应汇编
25: int i=0,j=0;
0040D888 mov dword ptr [ebp-4],0
0040D88F mov dword ptr [ebp-8],0
26: do {
27: j=j+i;
0040D896 mov eax,dword ptr [ebp-8]
0040D899 add eax,dword ptr [ebp-4]
0040D89C mov dword ptr [ebp-8],eax
28: i=i+1;
0040D89F mov ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D8A2 add ecx,1
0040D8A5 mov dword ptr [ebp-4],ecx
29: } while(i<10);
0040D8A8 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah
0040D8AC jl loop3+26h (0040d896)
30: return j;
0040D8AE mov eax,dword ptr [ebp-8]
31: }
头两行初始化i和j，和前面一样，不属于循环的内容，这里给出i和j对应的地址
下面正式来看循环的内容：
26: do {
27: j=j+i;
0040D896 mov eax,dword ptr [ebp-8]
0040D899 add eax,dword ptr [ebp-4]
0040D89C mov dword ptr [ebp-8],eax
28: i=i+1;
0040D89F mov ecx,dword ptr [ebp-4]
0040D8A2 add ecx,1
0040D8A5 mov dword ptr [ebp-4],ecx
直接执行我们do while里面所写的代码（执行循环内的代码）
接着看下面的代码：
29: } while(i<10);
0040D8A8 cmp dword ptr [ebp-4],0Ah
0040D8AC jl loop3+26h (0040d896)
先是比较 i 和 10
然后 jl ：jump less （有符号数）,当i<10的时候才跳转
跳转地址为0040d896，也就是前面的代码
26: do {
27: j=j+i;
0040D896 mov eax,dword ptr [ebp-8]
如果没有跳转则执行下面的代码
30: return j;
0040D8AE mov eax,dword ptr [ebp-8]
注意到这里已经是退出循环的状态了，返回j
do while循环总结
通过前面的分析大致可以知道do while循环的执行流程为：
三种循环总结
首先汇总三种循环的流程图：
for循环:
while循环:
do while循环:
比较
从流程图就不难看出，三种循环的复杂程度：
for循环＞while循环＞do while循环
因此执行效率则是：
do while循环>while循环>for循环
- for循环是先判断条件是否不满足i<10，也就是是否满足i>=10，不满足条件则跳出循环并返回；满足条件则执行循环内的代码，执行完循环内代码后无条件跳转到计数增加i=i+1再回到判断条件
- while循环也是先判断条件是否不满足i<10，也就是是否满足i>=10，不满足条件则跳出循环并返回；满足条件则执行循环内的代码，执行完循环内代码后无条件跳转到判断条件处
- do while循环则是先执行循环内的语句，然后再判断条件，判断条件是否满足i<10，满足条件则跳回去继续执行循环内的代码
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发表于 2021-3-3 21:03
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发表于 2021-3-15 23:06
