堆疊的應用

ikj78i

堆疊是記憶體中的一塊區域，程式一開始執行時，系統會保留一塊記憶體給堆疊使用。等所有
初始化工作完成，ESP就指向堆疊某處，此位址及比此位址高的記憶體存有系統保留的資料，
比這個位址低的記憶體空間都是空的。此為指稱為堆疊頂。
x86 CPU利用PUSH指令把資料存入堆疊，它的語法是
　　PUSH 來源運算元
　　來源運算元可以是暫存器、變數、常數
每當PUSH來源運算元時，ESP會先減少，然後再把來源運算元存入ESP所指的位址。至於減少多
少，要看來源運算元長度。如果是WORD就減少2；如果;是DWORD就減少4。而此時堆疊頂就比原
先少2或少4。像這樣把資料存入堆疊使ESP減少稱為把資料推入堆疊。
而讀取堆疊的資料則用x86指令
　　POP 目的運算元
　　目的運算元只能是暫存器、變數
當POP目的運算元時，先把ESP所指的堆疊頂資料存入目的運算元，再使ESP增加。增加多少跟
目的運算元的長度有關。這樣的過程稱為彈出資料。
舉例來說，假如有底下三個指令，X、Y、Z都是字組，ESP為106
　　　　　　堆疊位址　低-->高
指令    　ESP 100 102 104 106
PUSH X　　106             DDD　尚未執行PUSH X
PUSH Y　　104          X  DDD　尚未執行PUSH Y，而PUSH X已執行完畢
PUSH Z　　102      Y   X  DDD　尚未執行PUSH Z，而PUSH Y已執行完畢
      　　102  Z   Y   X  DDD　PUSH Z已執行完畢
假如現在要把上面三個堆疊的資料依序彈出，且存於位址300處
指令　　　ESP 100 102 104 106....300 302 304 306
POP [300] 100  Z   Y   X  DDD                    尚未執行POP [300]
POP [302] 102      Y   X  DDD     Z              尚未執行POP [302]，已執行POP [300]
POP [304] 104          X  DDD     Z   Y          尚未執行POP [304]，已執行POP [302]
          106             DDD     Z   Y   X      已執行完POP [306]
堆疊有一種很特別的性質，最先推入堆疊的資料，卻是最後才能彈出。上面的例子X是最先推入
堆疊，再彈出後卻是在最高位址。由於堆疊有這種特性，很適合把資料做倒敘排列(就是先後順
序顛倒)
回文詩是中文特有的詩體，正讀與倒讀都有意義，例如底下的例子：

1. ;底下的PALINDROME.ASM把宋朝李禺兩相思的正文夫思妻，回文後變妻思夫
   
2. ;此程式利用堆疊先進後出的特性就能造成回文詩的效果。
   
3. .586
   
4. .model  flat,stdcall
   
5. option  casemap:none
   
6. include    c:\masm32\include\windows.inc
   
7. include    c:\masm32\include\kernel32.inc
   
8. includelib c:\masm32\lib\kernel32.lib
   
9. ;*******************************************************************************
   
10. .DATA
    
11. hOut    DD      ?
    
12. dOut    DD      ?
    
13. author  DB      "《兩相思》　宋　李禺",0dh,0ah
    
14. poem    DB      "枯眼遙望山隔水，往來曾見幾心知。",0dh,0ah
    
15.         DB      "壺空怕酌一杯酒，筆下難成和韻詩。",0dh,0ah
    
16.         DB      "途路阻人離別久，訊音無雁寄回遲。",0dh,0ah
    
17.         DB      "孤燈夜守長寥寂，夫憶妻兮父憶兒。",0dh,0ah
    
18. palindromed     DB      0dh,0ah,"回文後：",0dh,0ah
    
19. poem_size       EQU     OFFSET palindrome_poem-OFFSET author
    
20. poem_text_size  EQU     OFFSET palindromed-OFFSET poem
    
21. palindrome_poem DB      poem_text_size+4 DUP (0)
    
22. ;*******************************************************************************
    
23. .CODE
    
24. ;-------------------------------------------------------------------------------
    
25. 
    
26. ;-------------------------------------------------------------------------------
    
27. main    PROC
    
28.         invoke  GetStdHandle,STD_OUTPUT_HANDLE
    
29.         mov     hOut,eax
    
30.         invoke  WriteConsole,hOut,OFFSET author,poem_size,OFFSET dOut,0
    
31.     ;把正文推入堆疊
    
32.         lea     edx,poem
    
33.         mov     ecx,17*4        ;每列包含標點符號及換行符號共17個字組，有4列
    
34. next1:  push    WORD PTR [edx]  ;從peom字串的第一個字組推入堆疊，它在堆疊最高位址
    
35.         add     edx,2           ;而後依次把下個字組推入堆疊，存放位址越來越低
    
36.         loop    next1
    
37.     ;由堆疊中取回(彈出)詩文，存放於palindrome_poem
    
38.         mov     ecx,17*4        ;堆疊內已存放17*4個字組
    
39.         lea     edx,palindrome_poem ;資料由堆疊彈出後的存放位址
    
40. next2:  pop     WORD PTR [edx]      ;彈出一個字組，存放於EDX所指的位址
    
41.         add     edx,2               ;每彈出一個堆疊，EDX所指位址往後增加2
    
42.         loop    next2
    
43.     ;處理每列最後面的標點符號及換行符號，它們必須交換位置
    
44.         mov     ecx,3
    
45.         lea     edx,palindrome_poem
    
46.         add     edx,34
    
47. next3:  mov     ax,[edx]
    
48.         xchg    ax,[edx+2]
    
49.         mov     [edx],ax
    
50.         add     edx,34
    
51.         loop    next3
    
52.     ;處理最後一行的句號
    
53.         mov     WORD PTR[edx],043a1h
    
54.         invoke  WriteConsole,hOut,OFFSET palindrome_poem+4,poem_text_size,OFFSET dOut,0
    
55.         invoke  ExitProcess,0
    
56. main    ENDP
    
57. ;*******************************************************************************
    
58. END     main

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依下面步驟組譯、連結並執行：