汇编语言 - 数字处理
在汇编语言中处理数字涉及到进制转换、ASCII 转换和算术运算的结合。本章详细讲解如何在程序中输入和输出各种进制的数字。
数字的表示方式
计算机内部所有数字都以二进制存储，但程序中可以用不同进制表示：
| 进制 | 基数 | NASM 写法 | 数字范围（32位） |
|---|---|---|---|
| 二进制 | 2 | 0b10101010 或 10101010b | 0 和 1 |
| 八进制 | 8 | 0o52 或 52o | 0-7 |
| 十进制 | 10 | 42 | 0-9 |
| 十六进制 | 16 | 0x2A 或 2Ah | 0-9, A-F |
ASCII 与数字的关系
在屏幕上输入和输出的都是 ASCII 字符，而非二进制数值。
理解字符与数值的转换是汇编数字处理的核心：
| 字符 | ASCII 值 | 对应的数值 |
|---|---|---|
| '0' | 0x30（48） | 0 |
| '1' | 0x31（49） | 1 |
| '9' | 0x39（57） | 9 |
| 'A' | 0x41（65） | 10（十六进制） |
| 'F' | 0x46（70） | 15（十六进制） |
| 'a' | 0x61（97） | 10（十六进制） |
字符转数字：数值 = ASCII码 - '0'（即 ASCII码 - 0x30）
数字转字符：ASCII码 = 数值 + '0'（即 数值 + 0x30）
输入数字（字符串转数值）
用户输入的是字符序列，需要转换为二进制数值才能用于计算：
实例
asm
; 文件路径：string_to_int.asm
; 将十进制数字字符串转换为整数值
section .data
input_str db '12345', 0 ; 输入字符串 "12345"
input_len dd 5 ; 字符串长度
section .bss
result_val resd 1 ; 存放转换后的数值
section .text
global _start
_start:
; 转换算法：result = 0
; result = result * 10 + (当前字符 - '0')
mov esi, input_str ; esi 指向输入字符串
mov ecx, [input_len] ; ecx = 循环次数
mov eax, 0 ; eax = 累加结果
convert_loop:
mov ebx, 10
mul ebx ; eax = eax * 10
; mul ebx: edx:eax = eax * ebx
mov bl, [esi] ; 读取当前字符
sub bl, '0' ; 转为数值：字符 - '0'
movzx ebx, bl ; 零扩展 ebx（bl -> ebx）
add eax, ebx ; eax = eax + 当前位数值
inc esi ; 移动到下一个字符
loop convert_loop
; eax 现在 = 12345
mov [result_val], eax ; 保存结果
mov eax, 1
mov ebx, 0
int 0x80算法解析：以 "12345" 为例： 第1轮：result = 0×10 + 1 = 1 第2轮：result = 1×10 + 2 = 12 第3轮：result = 12×10 + 3 = 123 ...最终得到 12345。
输出数字（数值转字符串）
将二进制数值转为可显示的十进制字符串：
实例
asm
; 文件路径：int_to_string.asm
; 将整数值转换为十进制字符串输出
section .data
number dd 12345 ; 要输出的数字
newline db 0xA
section .bss
output_buf resb 12 ; 输出缓冲区（最大 32 位整数是 10 位 + 符号 + null）
section .text
global _start
_start:
mov eax, [number] ; 加载数字
mov edi, output_buf + 11 ; edi 指向缓冲区末尾
mov byte [edi], 0 ; null 终止符（方便调试）
dec edi
mov ebx, 10 ; 除数 = 10
mov ecx, 0 ; 位数计数器
convert_digit:
mov edx, 0 ; 清零 edx（div 需要 edx:eax）
div ebx ; eax = eax/10, edx = eax%10
add dl, '0' ; 余数转字符
mov [edi], dl ; 存入缓冲区（从后往前）
dec edi ; 缓冲区指针前移
inc ecx ; 位数 +1
cmp eax, 0 ; 商是否为 0？
jne convert_digit ; 否，继续循环
; 现在 edi+1 指向第一个有效数字字符
inc edi ; 修正指针，指向字符串开头
; 计算有效字符长度
; output_buf + 11 - edi 即有效长度
; 输出数字
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, edi ; 指向转换后的字符串
; 计算长度
mov edx, output_buf + 11
sub edx, edi ; edx = 缓冲区末尾 - 字符串开头
int 0x80
; 输出换行
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, newline
mov edx, 1
int 0x80
mov eax, 1
mov ebx, 0
int 0x80运行结果：
$ nasm -f elf32 int_to_string.asm -o int_to_string.o
$ ld -m elf_i386 int_to_string.o -o int_to_string
$ ./int_to_string
12345十六进制输入输出
处理十六进制需要同时处理 0-9 和 A-F/a-f 的转换：
实例
asm
; 文件路径：hex_output.asm
; 将数值以十六进制格式输出
section .data
number dd 0x1A2B3C4D ; 要输出的值
hex_prefix db '0x'
hex_prefix_len equ $ - hex_prefix
newline db 0xA
section .bss
hex_buf resb 10 ; 8 个十六进制位 + 前缀 + null
section .text
global _start
_start:
; 输出前缀 "0x"
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, hex_prefix
mov edx, hex_prefix_len
int 0x80
mov eax, [number] ; 要转换的数值
mov edi, hex_buf + 8 ; 缓冲区末尾（8 个十六进制位）
mov ecx, 8 ; 循环 8 次（32 位 = 8 个十六进制位）
hex_loop:
mov edx, 0 ; 准备除法
mov ebx, 16 ; 除以 16
div ebx ; 现在：eax 除以 ebx
; 注意：这里 div ebx 实际是 edx:eax / ebx
; 余数在 edx（0-15），商在 eax
mov ebx, eax ; 保存商
; 将余数转为十六进制字符
mov al, dl
cmp al, 10
jl digit_09 ; 0-9
add al, 'A' - 10 ; A-F
jmp store_char
digit_09:
add al, '0' ; 0-9
store_char:
dec edi
mov [edi], al
mov eax, ebx ; 恢复商
loop hex_loop
; 移除了loop，直接使用递减方式
; 输出十六进制数字（8 位）
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, hex_buf
mov edx, 8
int 0x80
; 输出换行
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, newline
mov edx, 1
int 0x80
mov eax, 1
mov ebx, 0
int 0x80完整示例：简单的加法计算器
从键盘输入两个一位数，计算它们的和并输出：
实例
asm
; 文件路径：simple_calc.asm
; 输入两个一位数（0-9），计算和并输出
section .data
prompt1 db 'Enter first number (0-9): '
prompt1_len equ $ - prompt1
prompt2 db 'Enter second number (0-9): '
prompt2_len equ $ - prompt2
result_msg db 'Sum = '
result_msg_len equ $ - result_msg
newline db 0xA
section .bss
num1 resb 2 ; 第一个数的输入（1位+换行）
num2 resb 2 ; 第二个数的输入
result_str resb 3 ; 结果字符串（最多2位+换行）
section .text
global _start
_start:
; 提示输入第一个数
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, prompt1
mov edx, prompt1_len
int 0x80
; 读取第一个数
mov eax, 3
mov ebx, 0
mov ecx, num1
mov edx, 2
int 0x80
; 提示输入第二个数
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, prompt2
mov edx, prompt2_len
int 0x80
; 读取第二个数
mov eax, 3
mov ebx, 0
mov ecx, num2
mov edx, 2
int 0x80
; 计算和
mov al, [num1] ; 读取第一个数（ASCII 字符）
sub al, '0' ; 转为数值
mov bl, [num2] ; 读取第二个数
sub bl, '0' ; 转为数值
add al, bl ; 求和
; 将结果转为字符串
mov ah, 0 ; 准备除法
mov bl, 10 ; 除以 10
div bl ; al = 十位数, ah = 个位数
; 保存结果
add al, '0' ; 十位转字符
mov [result_str], al ; 存十位
add ah, '0' ; 个位转字符
mov [result_str + 1], ah ; 存个位
mov byte [result_str + 2], 0xA ; 换行
; 输出结果信息
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, result_msg
mov edx, result_msg_len
int 0x80
; 输出计算结果（可能 1 或 2 位）
mov eax, 4
mov ebx, 1
mov ecx, result_str
cmp byte [result_str], '0'
je output_one_digit ; 如果十位是 '0'，只输出个位
mov edx, 3 ; 2 位 + 换行
jmp do_output
output_one_digit:
inc ecx ; 跳过十位的 '0'
mov edx, 2 ; 1 位 + 换行
do_output:
int 0x80
mov eax, 1
mov ebx, 0
int 0x80运行结果：
$ nasm -f elf32 simple_calc.asm -o simple_calc.o
$ ld -m elf_i386 simple_calc.o -o simple_calc
$ ./simple_calc
Enter first number (0-9): 7
Enter second number (0-9): 8
Sum = 15在汇编中处理数字输入输出需要对 ASCII 编码和进制转换有清晰的理解。数字转字符串（int to string）和字符串转数字（string to int）是最基本的两个工具函数，建议写好后保存为模板，后续可直接复用。