大数阶乘与快速排序算法汇编教材.docx
《大数阶乘与快速排序算法汇编教材.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大数阶乘与快速排序算法汇编教材.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
大数阶乘与快速排序算法汇编教材
微机原理
课程设计说明书
设计题目：
大数阶乘与排序
专业
班级
学生
指导教师
2014年春季学期
一．课设目的与要求
1.课设目的：
检验和提高学生在汇编语言程序设计，微机原理与接口应用方面分析问题与解决问题的能力
2.题目要求：
1）.要求实现用汇编语言编写设计一个求解大数的阶乘精确值的程序；采用字节型数组存放阶乘结果的每个数字位，采用逐位相乘，再对每一位规格化来实现；输出结成结果的位数及尾零的个数。
2）.用汇编语言编写设计快速排序与希尔排序程序，注意合理使用堆栈，以避免堆栈溢出，进一步动态显示排序过程。
二．基本原理
1.大数阶乘原理设计：
我们在处理一个大于一定范围的数的阶乘时，无论使用什么类型去保存运算结果都必然会发生溢出，这势必会导致运算结果出错。
使用数组来模拟数字，这样无论结果数字有多大，只要数组的长度够长就能表示出来，用这个办法可以进行大数据的运算。
2．排序原理设计：
快速排序原理:
首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。
三．架构设计
核心思想就是把计算结果每一位上的数字保存到一个数组成员中，例如：
把112保存至数组中，保存结果应该是
result[0]2
result[1]1
result[2]1
把整个数组看成一个数字，这个数字和一个数相乘的时候，需要每一位都和这个乘数进行相乘运算还需要把前一为的进位加上。
运算方法和小学数学是一样的，乘积的个位是当前位上应该表示的数字，10位以上的需要进位。
因为乘数不可能大于10000，所以乘数和一个小于10的书相乘的时候不会大于100000，再加上前一位的进位用一个int型数据来保持这个结果就没有问题。
写法如下：
int结果=result[x]*乘数+进位;
每一位的计算结果有了，把这个结果的个位数拿出来放到这个数组元素上：
result[x]=结果%10;
接下来的工作就是计算出进位：
进位=结果/10;
这样一位一位的把整个数组计算一遍，最后可能还有进位，用同样的方法，把进位的数值拆成单个数字，放到相应的数组元素中。
最后输出一下结果，从最高位吧数字打印一遍就OK了。
一趟快速排序的算法是：
1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：
i=0，j=N-1；
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；
3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索（j--），找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]赋给A[i]；
4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索（i++），找到第一个大于key的A[i]，将A[i]赋给A[j]；
5）重复第3、4步，直到i=j；（3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。
找到符合条件的值，进行交换的时候i，j指针位置不变。
另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。
希尔排序原理：
先取一个小于n的整数d1作为第一个增量，把文件的全部记录分组。
所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。
先在各组内进行直接插入排序；然后，取第二个增量d24．方案实现与测试
大数阶乘源代码：
includeio32.inc
.data
infoMsgbyte'请输入你要求的阶乘',13,10,0
errorMsgbyte'你输入的数小于0',13,10,0
accountbyte'阶乘的位数为：
',13,10,0
zeroaccountbyte'尾零的个数为：
',13,10,0
inputnumdword0
bufferNumdword100000dup（0）,0
tempdword0
arrayNumdword1
carrydword0
.code
start:
moveax,1
movbufferNum[0],eax
moveax,offsetinfoMsg
calldispmsg
callreadsid
movinputnum,eax
cmpeax,0
jlDONE;输入的数小于0;输入的数不小于0
movebx,2
OUTER:
cmpebx,inputnum
jgFINISH;完成计算外层循环用ebx
movecx,1
moveax,0
movcarry,eax
FLAG1:
cmpecx,arrayNum
jgOUTIN;大于1跳出内循环内层循环用ecx
moveax,ebx
mulbufferNum[ecx*4-4]
addeax,carry
adcedx,0;还要加进位标志，也就是说加了上一步的进位
pushebx
movebx,0ah
divebx
popebx
movbufferNum[ecx*4-4],edx
movcarry,eax
incecx
jmpFLAG1
OUTIN:
cmpcarry,0
jzFLAG2
moveax,1
addarrayNum,eax;所用到的数组的个数
movedx,0
moveax,carry
pushebx
movebx,0ah
divebx
popebx
pushedx
moveax,arrayNum
pushebx
movebx,04h
mulebx
popebx
subeax,4
popedx
movbufferNum[eax],edx;保存余数到数组
movedx,0
moveax,carry
pushebx
movebx,0ah
divebx
popebx
movcarry,eax
jmpOUTIN;循环保存余数直到进位只剩个位
FLAG2:
incebx
jmpOUTER
FINISH:
;输出结果
movecx,arrayNum
FLAG3:
cmpecx,0
jleOVER
moveax,bufferNum[ecx*4-4]
calldispsid
moveax,0
dececx
jmpFLAG3
DONE:
cmpedi,0
jeOVER
moveax,offseterrorMsg
calldispmsg
OVER:
calldispcrlf
MOVeax,offsetaccount
calldispmsg
MOVeax,arrayNum
calldispuid
calldispcrlf
movecx,1
movedi,0
zero:
moveax,bufferNum[ecx*4-4]
cmpeax,0
jneF0
incedi
incecx
cmpecx,arrayNum
jgeF0
jmpzero
F0:
MOVeax,offsetzeroaccount
calldispmsg
moveax,edi
calldispuid
calldispcrlf
exit0
endstart
快速排序源代码：
includeio32.inc
includelibmsvcrt.lib;这里是引入类库相当于#include了
printfPROTOC:
PTRDWORD,:
VARARG;声明一下我们要用的函数头
MAXSIZE=1000
.data
countdword0
arrBytesDWORDMAXSIZEdup（0）
szFormatBYTE"%d",09h,0
szFormat1BYTE0ah,0;换行
in_msgbyte'请输入排序数据（-1结束）',10,13,0
out_msgbyte'快速（降序）排序结果如下：
',10,13,0
noticebyte'.........testing........',10,13,0
.code
dumparrayPROCarray:
PTRDWORD,arrsize:
DWORD
moveax,offsetnotice
calldispmsg
movEBX,offsetarrBytes
movECX,arrsize
xorESI,ESI
Tag1:
pushecx
INVOKEprintf,OFFSETszFormat,DWORDPTR[EBX+ESI]
popecx
addESI,4
LOOPTag1
INVOKEprintf,OFFSETszFormat1
RET
dumparrayENDP
readInArrayprocpCount:
DWORD
xorebx,ebx
again:
moveax,offsetin_msg
calldispmsg
xoreax,eax
callreadsid
cmpeax,0
jlDONE
movarrBytes[4*ebx],eax
incebx
jmpagain
DONE:
movcount,ebx
ret
readInArrayendp
qsortPROCarray:
PTRDWORD,lowitem:
DWORD,highitem:
DWORD
LOCALpivot:
DWORD;定义局部变量
MOVEBX,array
MOVEDX,lowitem
MOVESI,lowitem
MOVEDI,highitem
CMPESI,EDI
JGETagEnd
MOVEAX,DWORDPTR[EBX+EDX*4]
MOVpivot,EAX
MOVEAX,EDI
SUBEAX,ESI
MOVECX,EAX
INCEDX
Tag1:
MOVEAX,pivot
CMPEAX,DWORDPTR[EBX+EDX*4]
JLTag2
JMPTag3
Tag2:
MOVEAX,DWORDPTR[EBX+EDX*4]
XCHGEAX,DWORDPTR[EBX+ESI*4+4]
MOVDWORDPTR[EBX+EDX*4],EAX
MOVEAX,DWORDPTR[EBX+ESI*4]
XCHGEAX,DWORDPTR[EBX+ESI*4+4]
MOVDWORDPTR[EBX+ESI*4],EAX
INCESI
Tag3:
INCEDX
LOOPTag1
DECESI
PUSHESI
INVOKEqsort,array,lowitem,ESI
POPESI
INCESI
INCESI
INVOKEqsort,array,ESI,highitem
TagEnd:
RET
qsortENDP
main:
invokereadInArray,addrcount
xoreax,eax
INVOKEdumparray,ADDRarrBytes,count
MOVEAX,count
DECEAX
INVOKEqsort,ADDRarrBytes,0,EAX
moveax,offsetout_msg
calldispmsg
INVOKEdumparray,ADDRarrBytes,count
RET
endmain
大数阶乘测试结果截图：
快速排序测试结果截图：
5．分析总结
经过了一周的努力，我们终于完成本次课设任务。
看似普普通通的题目真正动起手来还真心无从下手，困难重重。
比如说是大数阶乘，首先由于它和我们传统意义上计算阶乘有着很大的区别，所以接受一个新的理念就是一件难事，然后把其转换为程序代码的操作又是一大难事。
所以以后要多多动手，想的和做的还有很大区别。
总之我们这周收获挺大，复习了算法，熟悉了汇编。
六．参考文献
【1】钱晓捷，《微机原理与接口技术》，西安，机械工业出版社，2008年
【2】胡元义，《数据结构教程》，西安，西安电子科技大学出版社，2010年
升级会员 