80x86 汇编语言编程：显示一个螺旋数据方阵
2016-01-25 12:11
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;微机原理课程设计题目：
;根据键盘输入的一个数字，显示相应的数据螺旋方阵。
;如输入 4，则显示：
; 1 2 3 4
;12 13 14 5
;11 16 15 6
;10 9 8 7
;共需要显示 4 * 4 = 16 个数字。
;要求：根据键盘输入的数字(2~15)，显示相应的数据方阵。
;题目链接：http://zhidao.baidu.com/question/128743688.html
;这是 2009 年的题目，已经有了正确的答案。
;但是，答案中的程序，竟有 370 行 ！有些太夸张了吧 ！
;做而论道实在也没有耐心往下看，自己编了编，也就用了大约一半的篇幅，就实现了相同的功能。
;=========================================================
ASSUME CS:CC, DS:QWER
;-------------------------------------
QWER SEGMENT
MSG1 DB 13, 10, 'This program can generate a clockwise spiral matrix of order N.'
DB 13, 10, 'If you type 4, the matrix of order 4 will appear : '
CRLF DB 13, 10, 36
MSG2 DB 13, 10, 'Please input a number(2~15): $'
MSG9 DB 13, 10, 13, 10, 'Press any key to continue...$', 36
;--------------------------------
BUF DB 15 * 15 DUP(?) ;定义15阶矩阵空间
HH DB 8 ;实际矩阵阶数(待输入)
;--------------------------------
BUF3 DB 1, 2, 3, 4, 12,13,14, 5, 11,16,15, 6, 10, 9, 8, 7 ;样例矩阵
HH3 DB 4 ;4阶
;--------------------------------
NN DB 1 ;从1开始填充
DIR_X DB 1 ;1横向填充0竖向填充
DIR_H DB 1 ;1递增填充0递减填充行
DIR_L DB 1 ;1递增填充0递减填充列
N_H DB ?
N_L DB ?
N_H2 DB ?
N_L2 DB ?
QWER ENDS
;-------------------------------------
CC SEGMENT
START:
MOV AX, QWER
MOV DS, AX
LEA DX, MSG1
MOV AH, 9
INT 21H
CALL CR_LF
MOV SI, OFFSET BUF3 ;显示样例矩阵
MOV CH, HH3
CALL DISP_MATRIX
LEA DX, MSG2
MOV AH, 9
INT 21H
MOV HH, 0
MOV CX, 2
IN_X:
MOV AH, 7
INT 21H
CMP AL, 13
JZ IN_END
CMP AL, '0'
JB IN_X
CMP AL, '9'
JA IN_X
MOV DL, AL
MOV AH, 2
INT 21H
MOV AL, DL
AND AL, 15
XCHG AL, HH
MOV BL, 10
MUL BL
ADD HH, AL
LOOP IN_X
IN_END:
CMP HH, 2
JB EXIT
CMP HH, 15
JA EXIT
CALL CR_LF
CALL CR_LF
;----------------------------
MOV AL, HH ;矩阵阶数
MOV N_H, AL ;行数
DEC AL
MOV N_H2, AL ;行数
MOV N_L, AL ;列数
MOV N_L2, AL ;列数
MOV BX, 0 ;每行中序号
MOV DI, 0 ;每列中序号
MOV NN, 1 ;从1开始填充
LOOPS:
MOV AL, NN ;取出数字
MOV BUF[BX][DI], AL ;填入矩阵
TEST DIR_X, 1
JZ LX
CALL HH_HH ;行(横向)序号BX变化，加减1
JMP NEXT
LX:
CALL LL_LL ;列(竖向)序号DI变化，加减阶数
NEXT:
INC NN ;下一个数字
MOV AL, HH
MUL HH ;矩阵阶数的平方
CMP AL, NN
JNC LOOPS ;大于等于当前数字则循环
;----------------------------
MOV SI, OFFSET BUF ;显示结果矩阵
MOV CH, HH
CALL DISP_MATRIX
EXIT:
MOV AX, 4C00H ;退出程序
INT 21H
;---------------------------------------------
HH_HH: ;修改行序号
TEST DIR_H, 1
JZ HH_SUB1
HH_ADD1: ;行序号递增
INC BX
JMP HH_NEXT
HH_SUB1: ;行序号递减
DEC BX
HH_NEXT:
DEC N_H2
CMP N_H2, 0
JNZ E_HH
DEC N_H
MOV AL, N_H
MOV N_H2, AL
INC DIR_H
INC DIR_X
E_HH:
RET
;---------------------------------------------
LL_LL: ;修改列序号
TEST DIR_L, 1
JZ LL_SUB1
LL_ADD1: ;列序号递增
MOV AL, HH
MOV AH, 0
ADD DI, AX
JMP LL_NEXT
LL_SUB1: ;列序号递减
MOV AL, HH
MOV AH, 0
SUB DI, AX
LL_NEXT:
DEC N_L2
CMP N_L2, 0
JNZ E_LL
DEC N_L
MOV AL, N_L
MOV N_L2, AL
INC DIR_L
INC DIR_X
E_LL:
RET
;---------------------------------------------
DISP_MATRIX: ;显示矩阵
MOV NN, CH
DP0:MOV CL, CH
DP1:MOV AL, [SI]
CALL DISP3
INC SI
DEC CL
CMP CL, 0
JNZ DP1
CALL CR_LF
DEC NN
CMP NN, 0
JNZ DP0
RET
;---------------------------------------------
DISP3: ;显示矩阵中的数字
MOV AH, 0
MOV BL, 100
DIV BL
ADD AL, 30H
MOV DL, AL ;百位
MOV AL, AH ;十位个位
MOV AH, 0
MOV BL, 10
DIV BL
ADD AX, 3030H
MOV BX, AX
MOV AH, 2
CMP DL, '0'
JNZ D_ALL
MOV DL, ' ' ;消除无效零
INT 21H
CMP BL, '0'
JNZ D_SG
MOV BL, ' ' ;消除无效零
JMP D_SG
D_ALL:
INT 21H
D_SG:
MOV DL, BL ;显示十位数
INT 21H
MOV DL, BH ;显示个位数
MOV AH, 2
INT 21H
MOV DL, ' ' ;显示空格
INT 21H
RET
;---------------------------------------------
CR_LF: ;回车_换行
LEA DX, CRLF
MOV AH, 9
INT 21H
RET
;---------------------------------------------
CC ENDS
END START
;=========================================================
在汇编语言程序里面定义 N 阶方阵，和定义数组没有什么两样。
在样例矩阵中已经看到，其中的元素都是顺序排列成一条直线：
BUF3 DB 1, 2, 3, 4, 12,13,14, 5, 11,16,15, 6, 10, 9, 8, 7 ;样例矩阵
此时，是看不出来“螺旋”的，但是，按照 4 行 4 列显示的时候，效果可就不同了：
1, 2, 3, 4
12, 13, 14, 5
11, 16, 15, 6
10, 9, 8, 7
把 1~16 这 16 个数，依次填入数组，填充的位置，是怎么变化呢？
填充的位置，开始是：第 0 位，以后是：第 1、第 2、第 3，依次是加 1。
然后是向下走，填充的位置，分别是：第 7、第 11、第 15，依次是加 4。
然后是向左走，填充的位置，依次是减 1。
然后是向上走，填充的位置，依次是减 4。
呵呵，如果看不出来，就仔细看看样例矩阵吧。
加一、加四、减一、减四，反复执行这四步，确定目的位置后再进行填充。
那么，每一步，要加(或者减)多少次呢？这可是本题目的关键。
总结这些个规律，实际上是中小学的数学问题。
呵呵，详细地就不说了。看样例矩阵，就能找出答案。
找到了规律，再用语言，以最简单的形式把规律表述出来，让计算机能够理解执行，这可就不是很容易做到的。
用 C 语言编程，比较简单，编写程序比较方便。
用汇编语言编程，就复杂多了。
但是，追求就能高一些，不仅要逻辑正确，还要使程序代码简短一些、运行的速度快一些。
网上的 370 行程序，功能虽正确，可是，不知道在什么地方，写得有些过于罗嗦了。
;=========================================================
本程序执行时的人机交互界面如下：
c:\masm510>mm
This program can generate a clockwise spiral matrix of order N.
If you type 4, the matrix of order 4 will appear :
1 2 3 4
12 13 14 5
11 16 15 6
10 9 8 7
Please input a number(2~15): 6
1 2 3 4 5 6
20 21 22 23 24 7
19 32 33 34 25 8
18 31 36 35 26 9
17 30 29 28 27 10
16 15 14 13 12 11
c:\masm510>mm
This program can generate a clockwise spiral matrix of order N.
If you type 4, the matrix of order 4 will appear :
1 2 3 4
12 13 14 5
11 16 15 6
10 9 8 7
Please input a number(2~15): 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
36 37 38 39 40 41 42 43 44 11
35 64 65 66 67 68 69 70 45 12
34 63 84 85 86 87 88 71 46 13
33 62 83 96 97 98 89 72 47 14
32 61 82 95 100 99 90 73 48 15
31 60 81 94 93 92 91 74 49 16
30 59 80 79 78 77 76 75 50 17
29 58 57 56 55 54 53 52 51 18
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19
c:\masm510>
;=========================================================
欢迎转载，但是希望注明来源。
;根据键盘输入的一个数字，显示相应的数据螺旋方阵。
;如输入 4，则显示：
; 1 2 3 4
;12 13 14 5
;11 16 15 6
;10 9 8 7
;共需要显示 4 * 4 = 16 个数字。
;要求：根据键盘输入的数字(2~15)，显示相应的数据方阵。
;题目链接：http://zhidao.baidu.com/question/128743688.html
;这是 2009 年的题目，已经有了正确的答案。
;但是，答案中的程序，竟有 370 行 ！有些太夸张了吧 ！
;做而论道实在也没有耐心往下看，自己编了编，也就用了大约一半的篇幅，就实现了相同的功能。
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ASSUME CS:CC, DS:QWER
;-------------------------------------
QWER SEGMENT
MSG1 DB 13, 10, 'This program can generate a clockwise spiral matrix of order N.'
DB 13, 10, 'If you type 4, the matrix of order 4 will appear : '
CRLF DB 13, 10, 36
MSG2 DB 13, 10, 'Please input a number(2~15): $'
MSG9 DB 13, 10, 13, 10, 'Press any key to continue...$', 36
;--------------------------------
BUF DB 15 * 15 DUP(?) ;定义15阶矩阵空间
HH DB 8 ;实际矩阵阶数(待输入)
;--------------------------------
BUF3 DB 1, 2, 3, 4, 12,13,14, 5, 11,16,15, 6, 10, 9, 8, 7 ;样例矩阵
HH3 DB 4 ;4阶
;--------------------------------
NN DB 1 ;从1开始填充
DIR_X DB 1 ;1横向填充0竖向填充
DIR_H DB 1 ;1递增填充0递减填充行
DIR_L DB 1 ;1递增填充0递减填充列
N_H DB ?
N_L DB ?
N_H2 DB ?
N_L2 DB ?
QWER ENDS
;-------------------------------------
CC SEGMENT
START:
MOV AX, QWER
MOV DS, AX
LEA DX, MSG1
MOV AH, 9
INT 21H
CALL CR_LF
MOV SI, OFFSET BUF3 ;显示样例矩阵
MOV CH, HH3
CALL DISP_MATRIX
LEA DX, MSG2
MOV AH, 9
INT 21H
MOV HH, 0
MOV CX, 2
IN_X:
MOV AH, 7
INT 21H
CMP AL, 13
JZ IN_END
CMP AL, '0'
JB IN_X
CMP AL, '9'
JA IN_X
MOV DL, AL
MOV AH, 2
INT 21H
MOV AL, DL
AND AL, 15
XCHG AL, HH
MOV BL, 10
MUL BL
ADD HH, AL
LOOP IN_X
IN_END:
CMP HH, 2
JB EXIT
CMP HH, 15
JA EXIT
CALL CR_LF
CALL CR_LF
;----------------------------
MOV AL, HH ;矩阵阶数
MOV N_H, AL ;行数
DEC AL
MOV N_H2, AL ;行数
MOV N_L, AL ;列数
MOV N_L2, AL ;列数
MOV BX, 0 ;每行中序号
MOV DI, 0 ;每列中序号
MOV NN, 1 ;从1开始填充
LOOPS:
MOV AL, NN ;取出数字
MOV BUF[BX][DI], AL ;填入矩阵
TEST DIR_X, 1
JZ LX
CALL HH_HH ;行(横向)序号BX变化，加减1
JMP NEXT
LX:
CALL LL_LL ;列(竖向)序号DI变化，加减阶数
NEXT:
INC NN ;下一个数字
MOV AL, HH
MUL HH ;矩阵阶数的平方
CMP AL, NN
JNC LOOPS ;大于等于当前数字则循环
;----------------------------
MOV SI, OFFSET BUF ;显示结果矩阵
MOV CH, HH
CALL DISP_MATRIX
EXIT:
MOV AX, 4C00H ;退出程序
INT 21H
;---------------------------------------------
HH_HH: ;修改行序号
TEST DIR_H, 1
JZ HH_SUB1
HH_ADD1: ;行序号递增
INC BX
JMP HH_NEXT
HH_SUB1: ;行序号递减
DEC BX
HH_NEXT:
DEC N_H2
CMP N_H2, 0
JNZ E_HH
DEC N_H
MOV AL, N_H
MOV N_H2, AL
INC DIR_H
INC DIR_X
E_HH:
RET
;---------------------------------------------
LL_LL: ;修改列序号
TEST DIR_L, 1
JZ LL_SUB1
LL_ADD1: ;列序号递增
MOV AL, HH
MOV AH, 0
ADD DI, AX
JMP LL_NEXT
LL_SUB1: ;列序号递减
MOV AL, HH
MOV AH, 0
SUB DI, AX
LL_NEXT:
DEC N_L2
CMP N_L2, 0
JNZ E_LL
DEC N_L
MOV AL, N_L
MOV N_L2, AL
INC DIR_L
INC DIR_X
E_LL:
RET
;---------------------------------------------
DISP_MATRIX: ;显示矩阵
MOV NN, CH
DP0:MOV CL, CH
DP1:MOV AL, [SI]
CALL DISP3
INC SI
DEC CL
CMP CL, 0
JNZ DP1
CALL CR_LF
DEC NN
CMP NN, 0
JNZ DP0
RET
;---------------------------------------------
DISP3: ;显示矩阵中的数字
MOV AH, 0
MOV BL, 100
DIV BL
ADD AL, 30H
MOV DL, AL ;百位
MOV AL, AH ;十位个位
MOV AH, 0
MOV BL, 10
DIV BL
ADD AX, 3030H
MOV BX, AX
MOV AH, 2
CMP DL, '0'
JNZ D_ALL
MOV DL, ' ' ;消除无效零
INT 21H
CMP BL, '0'
JNZ D_SG
MOV BL, ' ' ;消除无效零
JMP D_SG
D_ALL:
INT 21H
D_SG:
MOV DL, BL ;显示十位数
INT 21H
MOV DL, BH ;显示个位数
MOV AH, 2
INT 21H
MOV DL, ' ' ;显示空格
INT 21H
RET
;---------------------------------------------
CR_LF: ;回车_换行
LEA DX, CRLF
MOV AH, 9
INT 21H
RET
;---------------------------------------------
CC ENDS
END START
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在汇编语言程序里面定义 N 阶方阵，和定义数组没有什么两样。
在样例矩阵中已经看到，其中的元素都是顺序排列成一条直线：
BUF3 DB 1, 2, 3, 4, 12,13,14, 5, 11,16,15, 6, 10, 9, 8, 7 ;样例矩阵
此时，是看不出来“螺旋”的，但是，按照 4 行 4 列显示的时候，效果可就不同了：
1, 2, 3, 4
12, 13, 14, 5
11, 16, 15, 6
10, 9, 8, 7
把 1~16 这 16 个数，依次填入数组，填充的位置，是怎么变化呢？
填充的位置，开始是：第 0 位，以后是：第 1、第 2、第 3，依次是加 1。
然后是向下走，填充的位置，分别是：第 7、第 11、第 15，依次是加 4。
然后是向左走，填充的位置，依次是减 1。
然后是向上走，填充的位置，依次是减 4。
呵呵，如果看不出来，就仔细看看样例矩阵吧。
加一、加四、减一、减四，反复执行这四步，确定目的位置后再进行填充。
那么，每一步，要加(或者减)多少次呢？这可是本题目的关键。
总结这些个规律，实际上是中小学的数学问题。
呵呵，详细地就不说了。看样例矩阵，就能找出答案。
找到了规律，再用语言，以最简单的形式把规律表述出来，让计算机能够理解执行，这可就不是很容易做到的。
用 C 语言编程，比较简单，编写程序比较方便。
用汇编语言编程，就复杂多了。
但是，追求就能高一些，不仅要逻辑正确，还要使程序代码简短一些、运行的速度快一些。
网上的 370 行程序，功能虽正确，可是，不知道在什么地方，写得有些过于罗嗦了。
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本程序执行时的人机交互界面如下：
c:\masm510>mm
This program can generate a clockwise spiral matrix of order N.
If you type 4, the matrix of order 4 will appear :
1 2 3 4
12 13 14 5
11 16 15 6
10 9 8 7
Please input a number(2~15): 6
1 2 3 4 5 6
20 21 22 23 24 7
19 32 33 34 25 8
18 31 36 35 26 9
17 30 29 28 27 10
16 15 14 13 12 11
c:\masm510>mm
This program can generate a clockwise spiral matrix of order N.
If you type 4, the matrix of order 4 will appear :
1 2 3 4
12 13 14 5
11 16 15 6
10 9 8 7
Please input a number(2~15): 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
36 37 38 39 40 41 42 43 44 11
35 64 65 66 67 68 69 70 45 12
34 63 84 85 86 87 88 71 46 13
33 62 83 96 97 98 89 72 47 14
32 61 82 95 100 99 90 73 48 15
31 60 81 94 93 92 91 74 49 16
30 59 80 79 78 77 76 75 50 17
29 58 57 56 55 54 53 52 51 18
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19
c:\masm510>
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