Light-electric.com

IT Журнал
13 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Операнд в программировании это

Операнды в языке ассемблера

Операнд – объект, над которым выполняется машинная команда.

Операнды ассембле­ра описываются выражениями с числовыми и текстовыми константами, мет­ками и идентификаторами переменных с использованием знаков операций и некоторых зарезервированных слов.

Операнды могут комбинироваться с арифметическими, логическими, побитовы­ми и атрибутивными операторами для расчета некоторого значения или опреде­ления ячейки памяти, на которую будет воздействовать данная команда или ди­ректива.

Способы адресации операндов

Под способами адресации понимаются существующие способы задания адреса хранения операндов:

Операнд задается на микропрограммном уровне (операнд по умолчанию): в этом случае команда явно не содержит операнда, алгоритм выполнения команды использует некоторые объекты по умолчанию (регистры, признаки и т.д.).

Операнд задается в самой команде (непосредственный операнд): операнд является частью кода команды. Для хранения такого операнда в команде выделяется поле длиной до 32 бит. Непосредственный операнд может быть только вторым операндом (источником). Операнд-получатель может находиться либо в памяти, либо в регистре.

Операнд находится в одном из регистров (регистровый операнд): в коде команды указываются именами регистров. В качестве регистров могут использоваться:

  • 32-разрядные регистры ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI, ESP, EBP;
  • 16-разрядные регистры АХ, ВХ, СХ, DX, SI, DI, SP, ВР;
  • 8-разрядные регистры АН, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL;
  • сегментные регистры CS, DS, ,SS, ES, FS, GS.
  • прямую адресацию;
  • косвенную адресацию.

Прямая адресация : эффективный адрес определяется непосредственно полем смещения машинной команды, которое может иметь размер 8, 16 или 32 бита.

Ассемблер заменяет sum на соответствующий адрес, хранящийся в сегменте данных (по умолчанию адресуется регистром ds ) и значение, хранящееся по адресу sum , помещает в регистр eax .

Косвенная адресация в свою очередь имеет следующие виды:

  • косвенная базовая (регистровая) адресация;
  • косвенная базовая (регистровая) адресация со смещением;
  • косвенная индексная адресация;
  • косвенная базовая индексная адресация.

Косвенная базовая (регистровая) адресация. При такой адресации эффективный адрес операнда может находиться в любом из регистров общего назначения, кроме sp/esp и bp/ebp (это специфические регистры для работы с сегментом стека). Синтаксически в команде этот режим адресации выражается заключением имени регистра в квадратные скобки [].

Данный способ адресации позволяет динамически назначить адрес операнда для некоторой машинной команды и применяется при организации циклических вычислений и при работе со структурами данных, массивами.

Косвенная базовая (регистровая) адресация со смещением предназначена для доступа к данным с известным смещением относительно некоторого базового адреса, используется для доступа к элементам структур, когда смещение элементов известно заранее, на стадии разработки программы, а базовый (начальный) адрес структуры должен вычисляться динамически, на стадии выполнения программы. Модификация содержимого базового регистра позволяет обратиться к одноименным элементам различных экземпляров однотипных структур данных.

Косвенная индексная адресация. Для формирования эффективного адреса используется один из регистров общего назначения, но обладает возможностью масштабирования содержимого индексного регистра.

Значение эффективного адреса второго операнда вычисляется выражением mas+( esi *4) и представляет собой смещение относительно начала сегмента данных.

Наличие возможности масштабирования существенно помогает в решении проблемы индексации при условии, что размер элементов массива постоянен и составляет 1, 2, 4 или 8 байт.

Данный вид адресации также может использоваться со смещением.

Косвенная базовая индексная адресация. Эффективный адрес формируется как сумма содержимого двух регистров общего назначения: базового и индексного. В качестве этих регистров могут применяться любые регистры общего назначения, при этом часто используется масштабирование содержимого индексного регистра.

Эффективный адрес второго операнда формируется как esi+edx . Значение по этому адресу помещается в регистр eax.

В случае использования косвенной базовой индексной адресация со смещением эффективный адрес формируется как сумма трех составляющих: cодержимого базового регистра, cодержимого индексного регистра и значения поля смещения в команде.

Операндом является порт ввода-вывода.
Помимо адресного пространства оперативной памяти микропроцессор поддерживает адресное пространство ввода-вывода, которое используется для доступа к устройствам ввода-вывода. Объем адресного пространства ввода-вывода составляет 64 Кбайт. Для любого устройства компьютера в этом пространстве выделяются адреса. Конкретное значение адреса в пределах этого пространства называется портом ввода-вывода. Физически порту ввода-вывода соответствует аппаратный регистр (не путать с регистром микропроцессора), доступ к которому осуществляется с помощью специальных команд ассемблера in и out .

Регистры, адресуемые с помощью порта ввода-вывода, могут иметь разрядность 8, 16 или 32 бит, но для конкретного порта разрядность регистра фиксирована. В качестве источника информации или получателя применяются регистры-аккумуляторы eax , ax , al . Выбор регистра определяется разрядностью порта. Номер порта может задаваться непосредственным операндом в командах in и out или значением в регистре dx . Последний способ позволяет динамически определить номер порта в программе.

Счетчик адреса – специфический вид операнда. Он обозначается знаком $. Специфика этого операнда в том, что когда транслятор ассемблера встречает в исходной программе этот символ, он подставляет вместо него текущее значение счетчика адреса (регистр EIP ). Значение счетчика адреса представляет собой смещение текущей машин­ной команды относительно начала сегмента кода, адресуемого сегментным регистром CS . При обработке транслятором очередной команды ассемблера счетчик адреса увеличивается на длину сформированной машинной команды. Обработка директив ассемблера не вле­чет за собой изменения счетчика. В качестве примера использования в команде значения счетчика адреса можно привести следующий фрагмент:

При использовании подобного выражения для перехода нельзя забывать о длине самой команды, в которой это выражение используется, так как значение счетчика адреса соответствует смещению в сегменте кода данной, а не следующей за ней команды. В приведенном выше примере команда jmp занимает 2 байта. Длина этой и некоторых других команд может зависит от того, какие в ней используются операнды. Команда с регистровыми операндами будет короче команды, один из операндов которой расположен в памяти. В большинстве случаев эту информацию можно получить, зная формат машинной команды.

Структурные операнды используются для доступа к конкретному элементу сложного типа данных, называемого структурой.

Записи (аналогично структурному типу) используются для доступа к битовому полю некоторой записи. Для доступа к битовому полю записи используется директива RECORD .

Операторы в языке ассемблера

Операнды являются элементарными компонентами, из которых формируется часть машинной команды, обозначающая объекты, над которыми выполняется операция. В более общем случае операнды могут входить как составные части в более сложные образования, называемые выражениями . Выражения представляют собой комбинации операндов и операторов , рассматриваемые как единое целое. Результатом вычисления выражения может быть адрес некоторой ячейки памяти или некоторое константное (абсолютное) значение.
Выполнение операторов ассемблера при вычислении выражений осуществляется в соответствии с их приоритетами. Операции с одинаковыми приоритетами выполняются последовательно слева направо. Изменение порядка выполнения возможно путем расстановки круглых скобок, которые имеют наивысший приоритет.

Электроника для всех

Блог о электронике

Комбинация знаков операций и операндов, результатом которой является определенное значение, называется выражением. Знаки операций определяют действия, которые должны быть выполнены над операндами. Каждый операнд в выражении может быть выражением. Значение выражения зависит от расположения знаков операций и круглых скобок в выражении, а также от приоритета выполнения операций.

В языке СИ присваивание также является выражением, и значением такого выражения является величина, которая присваивается.

При вычислении выражений тип каждого операнда может быть преобразован к другому типу. Преобразования типов могут быть неявными, при выполнении операций и вызовов функций, или явными, при выполнении операций приведения типов.

Операнд — это константа, литерал, идентификатор, вызов функции, индексное выражение, выражение выбора элемента или более сложное выражение, сформированное комбинацией операндов, знаков операций и круглых скобок. Любой операнд, который имеет константное значение, называется константным выражением. Каждый операнд имеет тип.

Если в качестве операнда используется константа, то ему соответствует значение и тип представляющей его константы. Целая константа может быть типа int, long, unsigned int, unsigned long, в зависимости от ее значения и от формы записи. Символьная константа имеет тип int. Константа с плавающей точкой всегда имеет тип double.

Строковый литерал состоит из последовательности символов, заключенных в кавычки, и представляется в памяти как массив элементов типа char, инициализируемый указанной последовательностью символов. Значением строкового литерала является адрес первого элемента строки и синтаксически строковый литерал является немодифицируемым указателем на тип char. Строковые литералы могут быть использованы в качестве операндов в выражениях, допускающих величины типа указателей. Однако так как строки не являются переменными, их нельзя использовать в левой части операции присваивания.

Читать еще:  Язык программирования c википедия

Следует помнить, что последним символом строки всегда является нулевой символ, который автоматически добавляется при хранении строки в памяти.

Идентификаторы переменных и функций. Каждый идентификатор имеет тип, который устанавливается при его объявлении. Значение идентификатора зависит от типа следующим образом:

  • идентификаторы объектов целых и плавающих типов представляют значения соответствующего типа;
  • идентификатор объекта типа enum представлен значением одной константы из множества значений констант в перечислении. Значением идентификатора является константное значение. Тип значения есть int, что следует из определения перечисления;
  • идентификатор объекта типа struct или union представляет значение, определенное структурой или объединением;
  • идентификатор, объявляемый как указатель, представляет указатель на значение, заданное в объявлении типа;
  • идентификатор, объявляемый как массив, представляет указатель, значение которого является адресом первого элемента массива. Тип адресуемых указателем величин — это тип элементов массива. Отметим, что адрес массива не может быть изменен во время выполнения программы, хотя значение отдельных элементов может изменяться. Значение указателя, представляемое идентификатором массива, не является переменной и поэтому идентификатор массива не может появляться в левой части оператора присваивания.
  • идентификатор, объявляемый как функция, представляет указатель, значение которого является адресом функции, возвращающей значения определенного типа. Адрес функции не изменяется во время выполнения программы, меняется только возвращаемое значение. Таким образом, идентификаторы функций не могут появляться в левой части операции присваивания.

Вызов функций состоит из выражения, за которым следует необязательный список выражений в круглых скобках:

выражение-1 ([ список выражений ])

Значением выражения-1 должен быть адрес функции (например, идентификатор функции). Значения каждого выражения из списка выражений передается в функцию в качестве фактического аргумента. Операнд, являющийся вызовом функции, имеет тип и значение возвращаемого функцией значения.

Индексное выражение задает элемент массива и имеет вид:

Тип индексного выражения является типом элементов массива, а значение представляет величину, адрес которой вычисляется с помощью значений выражение-1 и выражение-2.

Обычно выражение-1 — это указатель, например, идентификатор массива, а выражение-2 — это целая величина. Однако требуется только, чтобы одно из выражений было указателем, а второе целочисленной величиной. Поэтому выражение-1 может быть целочисленной величиной, а выражение-2 указателем. В любом случае выражение-2 должно быть заключено в квадратные скобки. Хотя индексное выражение обычно используется для ссылок на элементы массива, тем не менее индекс может появляться с любым указателем.

Индексные выражения для ссылки на элементы одномерного массива вычисляются путем сложения целой величины со значениями указателя с последующим применением к результату операции разадресации (*).

Так как одно из выражений, указанных в индексном выражении, является указателем, то при сложении используются правила адресной арифметики, согласно которым целая величина преобразуется к адресному представлению, путем умножения ее на размер типа, адресуемого указателем. Пусть, например, идентификатор arr объявлен как массив элементов типа double.

Таким образом, чтобы получить доступ к i-тому элементу массива arr можно написать аrr[i], что, в силу сказанного выше, эквивалентно i[a]. При этом величина i умножается на размер типа double и представляет собой адрес i-го элемента массива arr от его начала. Затем это значение складывается со значением указателя arr, что в свою очередь дает адрес i-го элемента массива. К полученному адресу применяется операция разадресации, т.е. осуществляется выборка элемента массива arr по сформированному адресу.

Таким образом, результатом индексного выражения arr[i] (или i[arr]) является значение i-го элемента массива.

Выражение с несколькими индексами ссылается на элементы многомерных массивов. Многомерный массив — это массив, элементами которого являются массивы. Например, первым элементом трехмерного массива является массив с двумя измерениями.

Для ссылки на элемент многомерного массива индексное выражение должно иметь несколько индексов заключенных к квадратные скобки:

выражение-1 [ выражение-2 ][ выражение-3 ] …

Такое индексное выражение интерпретируется слева направо, т.е. вначале рассматривается первое индексное выражение:

Результат этого выражения есть адресное выражение, с которым складывается выражение-3 и т.д. Операция разадресации осуществляется после вычисления последнего индексного выражения. Отметим, что операция разадресации не применяется, если значение последнего указателя адресует величину типа массива.

Рассмотрим процесс вычисления индексного выражения mass[1][2][2].

  • 1. Вычисляется выражения mass[1]. Ссылка индекс 1 умножается на размер элемента этого массива, элементом же этого массива является двухмерный массив содержащий 5х3 элементов, имеющих тип int. Получаемое значение складывается со значением указателя mass. Результат является указатель на второй двухмерный массив размером (5х3) в трехмерном массиве mass.
  • 2. Второй индекс 2 указывает на размер массива из трех элементов типа int, и складывается с адресом, соответствующим mass [1].
  • 3. Так как каждый элемент трехмерного массива — это величина типа int, то индекс 2 увеличивается на размер типа int перед сложением с адресом mass [1][2].
  • 4. Наконец, выполняется разадресация полученного указателя. Результирующим выражением будет элемент типа int.

Если было бы указано mass [1][2], то результатом был бы указатель на массив из трех элементов типа int. Соответственно значением индексного выражения mass [1] является указатель на двухмерный массив.

Выражение выбора элемента применяется, если в качестве операнда надо использовать элемент структуры или объединения. Такое выражение имеет значение и тип выбранного элемента. Рассмотрим две формы выражения выбора элемента:

В первой форме выражение представляет величину типа struct или union, а идентификатор — это имя элемента структуры или объединения. Во второй форме выражение должно иметь значение адреса структуры или объединения, а идентификатор — именем выбираемого элемента структуры или объединения.

Обе формы выражения выбора элемента дают одинаковый результат. Действительно, запись, включающая знак операции выбора (->), является сокращенной версией записи с точкой для случая, когда выражению стоящему перед точкой предшествует операция разадресации (*), примененная к указателю, т.е. запись

в случае, если выражение является указателем.

Выражения, операнды и операторы

Как вы уже знаете, исходный код программы на языке высокого уровня — это текст, который состоит из специальных зарезервированных слов, переменных, констант и т.п. Однако, это упрощённое объяснение. Сегодня мы попробуем приблизиться к более правильным формулировкам. Потому что терминология и правильное её понимание — это очень важная часть любой профессии.

Итак, начнём с выражений.

Выражение — это самый важный элемент практически любого языка программирования. Практически все, что мы пишем в программе — это выражения. Иными словами, любая часть исходного кода, любая комбинация из переменных, констант, функций, которая выполняет какие-то вычисления (действия) — это выражение. Например,

Это выражение, которое записывает в переменную х число 100.

Оператор — это элемент программного кода, который описывает то или иное действие в выражении (операцию). В большинстве языков программирования высокого уровня оператор — это символ, благодаря которому могут производиться различные виды вычислений, сравнений или присваиваний с участием одного или нескольких значений.

Операнд — это значение, переменная или выражение, которое расположено слева или справа от оператора. Например

Здесь 1 и 2 — это операнды, а знак ПЛЮС (+) — это оператор.

Когда вы будете создавать выражения, не забывайте, что типы операндов в выражении должны совпадать. Например, такой код

вызовет ошибку во время компиляции, и программа не будет создана. Все похожие типы (например, все целочисленные) можно использовать в качестве операндов. Например, такой код

Не вызовет особых возражений у компилятора, однако это может повлечь за собой неприятности, которые были описаны ранее.

Основные виды операторов: арифметические, операторы присваивания, сравнения, логические и поразрядные (побитовые).

Также разделяются операторы по количеству операндов:

  • Унарные: когда с оператором используется только один операнд
  • Бинарные: когда с оператором используется два операнда

Попробуйте догадаться, какие из приведённых ниже операторов являются унарными, а какие бинарными:

Если вы думаете, что на этом с операторами всё, то вы заблуждаетесь. Мы ещё долго и нудно будем о них говорить, так как это тема большая и очень важная.

Кроме того, я вас буду иногда путать, называя операторы операциями. В общем то, это достаточно близкие понятия. Разница лишь в том, что оператор — это символ в языке программирования, а операция — это действие, которое выполняется с помощью этого символа. Например,

Читать еще:  Программирование 3d графики на c

Оператор + выполняет операцию сложения
Оператор * выполняет операцию умножения

Домашнее задание придумайте сами. У вас пока недостаточно знаний об операторах и выражениях, чтобы грамотно использовать их в своих программах.

Лекция 4. Операнды и режимы адресации операндов.

Команды обычно выполняют операции над одним или двумя операнда­ми. Например, команда ADD прибавляет значение одного операнда к значению второго операнда и запоминает результат в одном из них. Команда инкремента INC прибавляет 1 к значению единственного операнда и сохраняет результат на месте операнда. Теперь нам нужно детально рассмотреть, как команда определяет свои операнды, т.е. режимы адресации операндов.

Один операнд. Обратимся к команде, которая определяет единствен­ный операнд, например к команде INC. Обычно она применяется для инкремента указательного или индексного регистра при вычислении смещений, а также

— 16-битного РОНа в арифметических операциях. С такими операндами команда принимает очень простую однобайтную форму, показанную на рис. 2.8. Она имеет 3-битное поле reg, определяющее один из восьми 16-битных регистров. Кодирование регистров в поле reg показано в первых двух столбцах табл. 2.1.

Остальные 5 бит команды определяют операцию и называются кодом операции (КОП). Например, у команды INC код операции равен 01000. На рис. 2.9 показана команда, которая производит инкремент содержимого регистра ВР. Такой способ адресации операнда иногда называется регистровым режимом. В табл. 2.2 показаны все режимы адресации операндов.

В наиболее общей форме команда INC может произвести инкремент содержимого любого РОНа, указательного или индексного регистра (8 или 16 бит) и любого байта или слова памяти. Эта форма длиной в два байта показана на рис. 2.10. Теперь поле КОП расщеплено на две части: семь бит его находятся в первом байте, а три — во втором. Код операции команды INC в такой форме равен 1111111 000. Однобитное поле w определяет длину операнда: если w = 0, операнда имеет 8 бит, а при w = 1 — 16 бит. Поле mod показывает, находится ли операнд в регистре или памяти. Если mod = 11, операнд содержится в регистре, а три остальные комбинации поля mod относятся к памяти. Когда операнд — в регистре, поле r/т показывает конкретный регистр; а если операнд — в памяти, это же поле определяет, где именно он находится (сокращение r/т обозначает регистр/память).

Вначале рассмотрим случай, когда операнд находится в регистре (mod = 11). Кодирование регистров в поле r/т показано в табл. 2.1. По существу, мы имеем второй вариант регистрового режима адресации операндов. На рис. 2.11 приведена команда инкремента содержимого регистра CL. Для доступа к 8-битному регистру требуется более длинная форма команды INC.

Теперь обратимся к случаю, когда операнд находится в памяти (mod = = 00, 0, 10). Этот режим иногда называется косвенной адресацией памяти, f так как операнд содержится в памяти, но смещение явно не указано. Вместо этого оно получается суммированием довольно странных на первый взгляд значений. (Удобство такого режима мы пояснили в разд. 1.7.) Смещение равно сумме не более трех слагаемых: 16-битного значения (оно называется смещением в команде), содержимого индексного регистра (SI, DI или никакого), определенного в команде, и содержимого базового регистра (SP, ВР или никакого), указанного в команде. Поле r/т идентифицирует базовый и индексный регистры в соответствии с табл. 2.3, а поле mod определяет смещение в Команде (см. табл. 2.4). Образованный результат локализует операнд внутри сегмента. Операнд находится в текущем сегменте данных (но если в вычислении смещения участвует регистр ВР, операнд находится в текущем сегменте стека). Конечно, для образования 20-битного (24-битного в виртуальном режиме) адреса памяти потребуется еще одно сложение с привлечением сегментного регистра.

В качестве примера рассмотрим команду, показанную на рис. 2.12. Поле кода операции содержит 1111111 000 и определяет команду INC. Поле w = 1 показывает длину операнда 16 бит. Поле mod = 01 и операнд, следовательно, находится в памяти; кроме того, смещение в команде из следующего байта необходимо расширить со знаком до 16 бит: 0000 0000 0101 1100.

Поле r/т = 100, поэтому со смещением в команде следует просуммировать содержимое регистра SI (пусть оно равно 1010 0000 1000 0110);

+1010 0000 1000 0110 (содержимое SI)

0000 0000 0101 1100 (смещение в команде)

1010 0000 1110 0010 (результат)

Так как в вычислениях не участвует регистр ВР, операнд находится в текущем сегменте данных. Предположим, что регистр DS содержит 1111 0000 1111 0000 и процессор работает в реальном режиме. Тогда адрес операнда в памяти равен:

+1111 0000 1111 0000 (сегмент)

1010 0000 1110 0010 (смещение в сегменте)

1111 1010 1111 1110 0010 (адрес памяти)

Мы рассмотрели задание смещения операнда в памяти с помощью базового и/или индексного регистров, но часто операнд находится в фиксированной ячейке одного из сегментов. В этом случае целесообразно определить все смещение непосредственно в команде. Такой режим адресации операндов называется прямой адресацией памяти: смещение находится в двух байтах самой команды (конечно, «наоборот»). Как обычно, команда должна определить также код операции и сам факт прямой адресации памяти. Было бы удобно использовать для указания режима комбинацию бит в полях mod и r/т. К сожалению, все комбинации уже исчерпаны для косвенной адресации памяти и регистровой адресации, поэтому для нашей цели придется привлечь какую-то редко используемую комбинацию. Такой комбинацией оказалась mod = 00 и r/т = 110. Как пример, на рис. 2.15 показана команда, которая производит инкремент байта со смещением 0101 1010 1111 0000 в текущем сегменте данных. Для прямой адресации пришлось пожертвовать косвенной адресацией через ВР (без индексного регистра и с нулевым смещением в команде), но ее можно реализовать, указав mod = 01 и введя дополнительный байт для нулевого смещения в команде.

Два операнда. Разобравшись с однооперандными командами, обратимся к командам, имеющим два операнда, например ADD. Мы уже говорили, что эта команда берет значение одного операнда, прибавляет его к значению второго операнда и запоминает результат на месте любого операнда. Если разрешить нахождение обоих операндов в памяти, в команде потребовались бы поля mod и r/т для каждого из них. Чтобы сократить длину команд, было решено, что, по крайней мере, один из операндов должен быть в регистре. Тогда в команде потребуются поля mod и r/т только для одного операнда, а для другого достаточно поля reg (рис. 2.16).

Поле w показывает, являются операнды байтами (w = 0) или словами (w = 1). В команде появилось также новое поле d (приемник); если d = 0, результат запоминается в операнде, определяемом полями mod и r/т, a если d — 1 — в операнде, определяемом полем reg. Операнд, в котором запоминается результат, называется приемником, а другой операнд назы­вается источником.

В качестве примера рассмотрим команду ADD, показанную на рис. 2.17. Она имеет код операции 000000. Поле w = 0 показывает, что оба операнда являются байтами. Определяемым полем reg операндом оказывается регистр СН. Поле mod = 11 означает, что поля mod и r/т определяют регистр, а поле r/т конкретизирует регистр BL. Поле d = 1 показывает запись результата в операнд, определяемый полем reg, т.е. в регистр СН. Следовательно, команда прибавляет содержимое регистра BL (источника) к содержимому регистра СН (приемника) и помещает результат в СН.

Одним из операндов в двухоперандной команде может быть константа, содержащаяся в самой команде как непосредственный операнд. Этим достигаются два преимущества: уменьшается требуемая память (не нужно хранить адрес данных и сами данные) и процессор быстрее получает данные.

Так как двух операндная команда имеет только одно поле w, оба операнда должны иметь длину 8 или 16 бит. Однако часто непосредственные операнды являются небольшими числами и не требуют 16 бит. Это утверждение особенно справедливо для команд сложения, вычитания и сравнения, хотя для операндов логических команд оно обычно не выдерживается. Следовательно, можно уменьшить размер команд с непосредственными операндами, если не отводить 16 бит для хранения небольших чисел. Поэтому в некоторых командах (сложение, вычитание и сравнение) введен бит s (s означает «с расширением знака»). Он занимает место бита d, так как в командах с непосредственными операндами возможно только одно направление. Поле s имеет смысл только для 16-битных операндов (w = 1) и показывает, содержатся ли в команде все 16 бит непосредственного операнда (s = 0) или только 8 бит (s = 1), которые должны расширяться со знаком до 16 бит для образования 16-битного операнда. Такая форма команды иллюстрируется рис. 2.22. Соответствующий пример показан на рис. 2.23. Здесь к содержимому слова в памяти прибавляется значение 0000 0000 0000 1111 и результат помещается в это же слово. Слово находится в сегменте данных, а смещение его берется из регистра DI. Отметим, что благодаря биту s экономится один байт.

Читать еще:  Программирование сети c

Урок №43. Логические операторы: И, ИЛИ, НЕ

Обновл. 30 Дек 2019 |

В то время как операторы сравнения используются для проверки конкретного условия: ложное оно или истинное, они могут проверить только одно условие за определённый промежуток времени. Но бывают ситуации, когда нужно протестировать сразу несколько условий. Например, чтобы узнать, выиграли ли мы в лотерею, нам нужно сравнить все цифры купленного билета с выигрышными. Если в лотерее 6 цифр, то нужно выполнить 6 сравнений, все из которых должны быть true.

Также иногда нам нужно знать, является ли хоть одно из нескольких условий истинным. Например, мы не пойдём сегодня на работу, если больны или слишком устали, или если выиграли в лотерею Нам нужно проверить, является ли хоть одно из этих 3 условий истинным. Как это сделать? С помощью логических операторов! Они позволяют проверить сразу несколько условий за раз.

В C++ есть 3 логических оператора:

Логический оператор НЕ

Если операндом является true, то после применения логического НЕ результатом будет false. Если же операнд до применения оператора НЕ является false, то после его применения — станет true. Другими словами, логический оператор НЕ меняет результат с true на false и наоборот. Он часто используется в условных выражениях:

Следует помнить, что логический оператор НЕ имеет очень высокий уровень приоритета. Новички часто совершают следующую ошибку:

Но х ведь не равно у , как это возможно? Поскольку приоритет логического оператора НЕ выше, чем приоритет оператора равенства, то выражение ! х == у обрабатывается как (! х) == у . Так как х — это 5 , то !x — это 0 . Условие 0 == у ложное, поэтому выполняется часть else!

Напоминание: Любое ненулевое целое значение в логическом контексте является true. Так как х = 5 , то х вычисляется как true, а вот !x = false , т.е. 0 . Использование целых чисел в логических операциях подобным образом может запутать не только пользователя, но и самого разработчика, поэтому мы не советуем так делать!

Правильный способ написания программы выше:

Правило: Если логический оператор НЕ должен работать с результатами работы других операторов, то другие операторы и их операнды должны находиться в круглых скобках.

Логический оператор ИЛИ

Если хоть одно из двух условий является истинным, то логический оператор ИЛИ является true.

Рассмотрим следующую программу:

Вы можете соединить сразу несколько условий:

value1 || (value2 && value3)

(value1 || value2) && value3

Хорошей практикой является использование круглых скобок с операциями. Это предотвратит ошибки приоритета, увеличит читабельность кода и чётко даст понять компилятору, как следует обрабатывать выражения. Например, вместо того, чтобы писать value1 && value2 || value3 && value4 , лучше записать (value1 && value2) || (value3 && value4) .

Законы Де Моргана

Многие программисты совершают ошибку, думая, что !(x && y) — это то же самое, что и !x && !y . К сожалению, вы не можете «использовать» логическое НЕ подобным образом.

!(x && y) эквивалентно !x || !y
!(x || y) эквивалентно !x && !y

Другими словами, логические операторы И и ИЛИ меняются местами! В некоторых случаях, это даже полезно: улучшает читабельность.

А где же побитовое исключающее ИЛИ (XOR)?

Побитовое исключающее ИЛИ (XOR) — это логический оператор, который используется в некоторых языках программирования для проверки на истинность нечётного количества условий.

В C++ нет такого оператора. В отличии от логических И/ИЛИ, к XOR не применяется короткий цикл вычислений. Однако его легко можно сымитировать, используя оператор неравенства (!=):

Можно также расширить количество операндов:

Следует отметить, что приведенные выше шаблоны XOR работают только, если операнды логического типа данных (а не целочисленных типов). Если вы хотите, чтобы это работало и с целыми числами, то используйте оператор static_cast.

Форма XOR, которая работает и с другими типами данных (с помощью static_cast мы можем конвертировать любой тип данных в bool):

Какой результат следующих выражений?

(true && true) || false

(false && true) || true

(false && true) || false || true

(5 > 6 || 4 > 3) && (7 > 8)

Ответ

Примечание: В ответах объяснение выполняется с помощью стрелочки (=>). Например, (true || false) => true означает, что результатом выражения (true || false) является true .

(true && true) || false => true || false => true

(false && true) || true => false || true => true

(false && true) || false || true => false || false || true => false || true => true

(5 > 6 || 4 > 3) && (7 > 8) => (false || true) && false => true && false => false

!(7 > 6 || 3 > 4) => !(true || false) => !true => false

Курсы «C#.NET Developer»

Курсы «Java Developer»

Курсы «Frontend Developer»

Курсы «JavaScript Developer»

Курсы «Python Developer»

Курсы «Unity/Game Developer»

Поделиться в социальных сетях:

Урок №42. Операторы сравнения

Комментариев: 11

Подскажите пожалуйста, в соответствии со стандартом C++, оператор && всегда вычисляет оба операнда или только если первый из них возвращает true?

будут ли всегда выполнены обе функции f1() и f2()?

если f1() или f2() возвращает false, то будет выполнена только одна из функций, но какая именно стандартом не регламентируется

в данном выражении обе функции выполняться только в случае если первая будет true

Не перестаю восхищаться изложенному материалу! Огромное спасибо за проделанную работу!

Пожалуйста)) Мне приятно)

Про рекомендацию использовать скобки, если сомневаетесь в приоритете:
Страуструп крайне не рекомендует «украшать» код скобками… лучше или разобраться в приоритетах или разбить выражение на несколько, если есть хоть какие-то сомнения.
Вместо:

«Для реализации оператора XOR» используют ^. В с++ — это именно XOR, а не возведение в степень.

^ — это битовый оператор, а данная статья — о логических. Логического XOR в плюсах нет.
Для побитового исключения используется именно ^ . Для реализации же логического XOR использовать ^ крайне глупо потому что:
1. Сравнивая булевы значения будет очевидней(и эффективней, хоть эти наносекунды уже никого не интересуют) написать true != false , чем true ^ false .
2. В случае сравнения не булевых значений стоит продолжать существующую логику. На примере чисел: любое число, отличное от нуля — это true. Следовательно нельзя просто написать 1 ^ 2 — потому что эта операция вернет 3 , что интерпретируется, как true . Почему? Потому что любое не нулевое число должно восприниматься, как истина, следовательно 1 -> true , 2 -> true . результатом XOR между ними должен быть false . Таким образом доказываем неприминимость ^ , приходим к необходимости преобразования операндов в булевы значения и смотрим пункт 1.

^ — это побитовый оператор… ожидать от него поведения логического XOR — нарываться на потенциальные алгоритмические ошибки…
можно в качестве XOR использовать оператор != для логических выражений (тоже некорректно работает, если Вы ожидаете неявных преобразований типов)

Скажите, пожалуйста, почему в примере из урока нужно использовать if (!(x == y)), а не if (x != y) ?

Можно использовать и второй вариант, но != зачастую используется для реализации оператора XOR и в цепочке операндов, а !(==) для проверки на неравенство определенного выражения. Но использовать можно как первый, так и второй вариант — работать будет.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×