简单的计算器模拟程序的设计和实现.docx
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简单的计算器模拟程序的设计和实现
简单的计算器模拟程序的设计和实现
1.问题描述
对任意给定的正确四则运算表达式，程序计算其结果值并输出。
程序无需查错功能，假定所输入的都是正确的四则运算表达式，并且表达式中运算分量均为无正负号整数，运算符为+、-、*、/，表达式以字符"="结束。
程序应有操作提示、输入和输出，界面追求友好，最好是菜单式的界面。
2.设计说明
2.1简要的分析
根据要求，要先输入包含有+，-，*，/的运算符的表达式，然后经过计算得到正确的答案。
从键盘中输入的是ASCII码，因此要将其转换为十进制的数据然后才能进行计算。
如果输入混合表达式，要将中缀式先变化成后缀式，然后再进行计算。
2.2概要分析
2.2.1定义的数据段
用于定义一些中间变量，并将显示在试验界面上，以及提示信息。
datasegment
stridb50dup（0）
expdb30dup（0）
trackdb30dup（0）
instrdb100dup（0）
msg0db'pleaseinputyourformular:
',0dh,0ah,'$'
msg1db0dh,0ah,'wronginput','$'
msg2db0dh,0ah,'）and（doesnotmatch','$'
msg3db0dh,0ah,'divzeroerror','$'
msg4db0dh,0ah,'sorry,minusdataappears','$'
msg5db0dh,0ah,'anykeytocontinue,esctoexit','$'
dataends
2.2.2定义的堆栈段
声明用于将中缀表达式转换为后缀表达式，以及进行后缀表达式求值过程用到的堆栈段。
stacksegmentparastack
dw256dup（0）
stackends
2.2.3用到的子过程
2.2.3.1compare子过程
作用：
用于判断键盘输入的符号是否合法，若合法，则在屏幕上显示，否则报错。
2.2.3.2mult子过程
作用：
用于对输入的数字进行乘10累加操作，以便将连续输入的数字字符串转换为相对应的数值。
2.2.3.3trans子过程
作用：
将输入的中缀表达式转换为后缀表达式。
2.2.3.4value子过程
作用：
将后缀表达式结合堆栈结构进行表达式求值。
2.2.3.5divi子过程
作用：
通过除以10以及进一步处理将某数值转换为相应的ASCII字符串。
2.2.3.6print子过程
作用：
将表达式求值结果输出到屏幕上。
3.详细的算法描述
3.1.程序运行流程
3.2程序代码
STACKSEGMENTPARASTACK
DW256DUP（0）
STACKENDS
DATASEGMENT
STRIDB50DUP（0）
EXPDB30DUP（0）
TRACKDB30DUP（0）
INSTRDB100DUP（0）
MSG0DB'pleaseinputtheformular:
',0DH,0AH,'$'
MSG1DB0DH,0AH,'sorrry,wronginput','$'
MSG2DB0DH,0AH,'）and（doesnotmatch','$'
MSG3DB0DH,0AH,'divbyzeroerror','$'
MSG4DB0DH,0AH,'sorry,minusdataappears','$'
MSG5DB0DH,0AH,'anykeytocontinue,esctoexit','$'
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,SS:
STACK,DS:
DATA
START:
MOVAX,STACK
MOVSS,AX
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETMSG0
MOVAH,9
INT21H
XORAX,AX
;READ
MOVBX,OFFSETINSTR
MOVDL,20H
JMPL2
COMPAREPROCNEAR
CMPAL,0DH
JZL2
MOVDL,AL
MOVAH,2
INT21H
RET
COMPAREENDP
L2:
MOVAH,8
INT21H
CALLCOMPARE
CMPAL,3DH;endwith'='
JZL2_OVER
MOVAH,39H
CMPAH,AL;delthewrongdata（>9）
JNBCONTI
MOVAH,2
MOVDL,8
INT21H
MOVDL,20H
INT21H
MOVDL,8
INT21H
JMPL2
CONTI:
CMPAL,28H;'（'
JZL2_YES
CMPAL,29H
JZL2_YES;'）'
CMPAL,2AH;'*'
JZL2_YES
CMPAL,2BH;'+'
JZL2_YES
CMPAL,2DH;'-'
JZL2_YES
CMPAL,2FH;'/'
JZL2_YES
;backfunction'<-'
CMPAL,08H
JNZNO_8
L2_NEXT:
PUSHDX
MOVDL,20H
MOVAH,2
INT21H
MOVDL,8
MOVAH,2
INT21H
CMPBX,OFFSETINSTR
JZL2
DECBX
MOVAL,0
MOV[BX],AL
POPDX
JMPL2
;
NO_8:
MOVAH,2FH
CMPAH,AL;delthewrongdata（<0）
JBL2_YES
MOVAH,2
MOVDL,8
INT21H
MOVDL,20H
INT21H
MOVDL,8
INT21H
JMPL2
L2_YES:
MOVDH,DL
MOVDL,AL
CMPDL,20H
JNZL2_NO20
CMPDH,20H
JZL2
L2_NO20:
MOV[BX],AL
INCBX
JMPL2
L2_OVER:
MOVAH,3DH
MOV[BX],AH
;checkinput
MOVSI,OFFSETINSTR
MOVAH,30H
MOVCH,0;record（）
MOVCL,0
L3:
MOVAL,[SI]
INCSI
CMPAL,3DH
JZL3_OVER
CMPAL,2AH
JNBMAY_WRONG
CMPAL,29H
JZL3_29
INCCH
JMPL3_RIGHT
L3_29:
INCCL
JMPL3_RIGHT
MAY_WRONG:
CMPAL,30H
JNBL3_RIGHT
CMPAL,28H
JZL3_RIGHT
CMPAH,29H
JZL3_RIGHT
;cmpah,28h
;jzL3_right
CMPAH,30H
JNBL3_RIGHT
MOVDX,OFFSETMSG1
MOVAH,9
INT21H
JMPOVER3
L3_RIGHT:
MOVAH,AL
JMPL3
L3_OVER:
CMPCH,CL
JZINPUT_WRIGHT
MOVDX,OFFSETMSG2
MOVAH,9
INT21H
JMPOVER3
;
;chechover
INPUT_WRIGHT:
MOVBX,OFFSETSTRI
MOVSI,OFFSETINSTR
;read
READ:
;movah,1
;int21h
MOVAL,[SI];reservethedatabydecimal{test}
INCSI
MOVAH,28H;（
CMPAH,AL
JZIN_STRI
MOVAH,29H;）
CMPAH,AL
JZIN_STRI
MOVAH,2AH;*
CMPAH,AL
JZIN_STRI
MOVAH,2BH;+
CMPAH,AL
JZIN_STRI
MOVAH,2DH;-
CMPAH,AL
JZIN_STRI
MOVAH,2FH;/
CMPAH,AL
JZIN_STRI
MOVAH,2FH;deletethewronginput
CMPAH,AL
JNBREAD
MOVAH,3DH;=
CMPAH,AL
JZIN_STRI
MOVAH,39H;deletethewronginput
CMPAH,AL
JBREAD
CALLNEARPTRMULT
JMPREAD;theendofreserve
;
IN_STRI:
MOVAH,0
CMPAH,[BX]
JZNO_BX;incbx
INCBX
NO_BX:
MOV[BX],AL
MOVAH,3DH
CMPAH,AL
JNZNO_OVER
SUBAL,25;transplant'='to'$'
MOV[BX],AL
JMPOVER
NO_OVER:
JMPREAD
MULTPROCNEAR;multdata*10,addup
PUSHDX
PUSHCX
PUSHAX
MOVAH,0
CMP[BX],AH
JZNO_INC_BX
MOVAH,30H
CMP[BX],AH
JNBNO_INC_BX
INCBX
NO_INC_BX:
MOVDX,0
MOVCX,10
MOVAH,[BX]
CMPAH,30H
JBNO_SUB
SUBAH,30H
NO_SUB:
MOV[BX],AH
NEXT:
ADDDX,[BX]
LOOPNEXT
SUBAL,30H;trastodecimal
ADDDL,AL
MOV[BX],DL
MOVAH,[BX]
ADDAH,30H
MOV[BX],AH
POPAX
POPCX
POPDX
RET
MULTENDP
;
;endofread
OVER:
CALLNEARPTRTRANS;theoutletoftheprogram
OVER1:
CALLNEARPTRVALUE;jmpinsteadofretinproceduretrans
OVER2:
CALLNEARPTRPRINT
OVER3:
MOVAH,9
MOVDX,OFFSETMSG5
INT21H
MOVAH,8
INT21H
CMPAL,1BH
JZOVER4
MOVCX,210
MOVBX,OFFSETSTRI
MOVAL,0
OVER_LOOP:
MOV[BX],AL
INCBX
LOOPOVER_LOOP
MOVAH,2
MOVDL,0DH
INT21H
MOVDL,0AH
INT21H
JMPSTART
OVER4:
MOVAH,4CH
INT21H
;
;trans
TRANSPROCNEAR;
PUSHAX
PUSHBX
PUSHCX
PUSHDX
PUSHSI
PUSHDI
XORCX,CX
MOVBX,OFFSETSTRI
MOVSI,OFFSETEXP
MOVDI,OFFSETTRACK
TRANS_WHILE:
MOVAL,[BX]
INCBX
MOVAH,24H;'$'
CMPAH,AL
JZTRANS_OVER;endwith'='
MOVAH,2FH;judgeLdigital
CMPAH,AL
JNBNO_DIGITAL
MOV[SI],AL
INCSI
JMPTRANS_WHILE
NO_DIGITAL:
MOVAH,28H;judgeL'（'
CMPAH,AL
JNZNO_9
MOV[DI],AL;pushal
INCDI
JMPTRANS_WHILE
NO_9:
MOVAH,29H;judgeL'）'
CMPAH,AL
JNZNO_0
POP_WHILE:
DECDI
MOVAL,[DI];popal
MOVAH,28H
CMPAH,AL
JZOVER_POP_WHILE
MOV[SI],AL
INCSI
JMPPOP_WHILE
OVER_POP_WHILE:
;moval,dl
JMPTRANS_WHILE
NO_0:
MOVAH,2BH
CMPAH,AL
JZOR1_YES
MOVAH,2DH
CMPAH,AL;ifalis'+'or'-'
JNZNO_OR1
OR1_YES:
CMPDI,OFFSETTRACK;jmpifstackisblank
JZSTACK_BLANK
DECDI;popal
MOVCL,[DI]
MOVAH,28H
CMPAH,CL
JZOVER_OR1_YES
MOV[SI],CL
INCSI
JMPOR1_YES
OVER_OR1_YES:
MOV[DI],CL
INCDI
;reservethe'）'
STACK_BLANK:
MOV[DI],AL;pushal
INCDI
JMPTRANS_WHILE
NO_OR1:
MOVAH,2AH
CMPAH,AL
JZOR2_YES
MOVAH,2FH
CMPAH,AL
JNZNO_OR2;ifalis'*'or'/'
OR2_YES:
DECDI;pushdl
MOVCL,[DI]
MOVAH,2AH
CMPAH,CL
JZOR2_YES_OR
MOVAH,2FH
CMPAH,CL
JNZOR2_OVER
OR2_YES_OR:
MOV[SI],CL
INCSI
JMPOR2_YES
OR2_OVER:
MOV[DI],CL
INCDI;pushal
MOV[DI],AL
INCDI
NO_OR2:
;moval,[bx]
;incbx
;
JMPTRANS_WHILE
TRANS_OVER:
CMPDI,OFFSETTRACK
JZPOP_OVER
DECDI
MOVAL,[DI]
MOV[SI],AL
INCSI
JMPTRANS_OVER
POP_OVER:
MOVAL,24H;endwith'='
MOV[SI],AL
POPDI
POPSI
POPDX
POPCX
POPBX
POPAX
JMPOVER1
TRANSENDP
;endoftrans
;startvalue
VALUEPROCNEAR;getthevalue
PUSHAX
PUSHBX
PUSHCX
PUSHDX
PUSHSI
MOVBX,OFFSETEXP
MOVSI,OFFSETTRACK
XORAX,AX
VALUE_WHILE:
MOVAL,[BX]
INCBX
MOVAH,24H
CMPAH,AL
JZVALUE_OVER
MOVAH,2FH;judgeLdigital
CMPAH,AL
JNBVALUE_NO_DIGITAL
SUBAL,30H
MOV[SI],AL
INCSI
JMPVALUE_WHILE
VALUE_NO_DIGITAL:
MOVAH,2BH;+
CMPAH,AL
JNZNO_ADD
DECSI
MOVDL,[SI]
DECSI
MOVDH,[SI]
ADDDH,DL
MOV[SI],DH
INCSI
JMPVALUE_WHILE
NO_ADD:
MOVAH,2DH;-
CMPAH,AL
JNZVALUE_NO_SUB
DECSI
MOVDL,[SI]
DECSI
MOVDH,[SI]
CMPDH,DL
JNBSUB_RIGHT
MOVDX,OFFSETMSG4
MOVAH,9
INT21H
JMPOVER3
SUB_RIGHT:
SUBDH,DL
MOV[SI],DH
INCSI
JMPVALUE_WHILE
VALUE_NO_SUB:
MOVAH,2AH;*
CMPAH,AL
JNZNO_MUL
DECSI
MOVDH,[SI]
DECSI
MOVAL,[SI]
MULDH
MOV[SI],AL
INCSI
JMPVALUE_WHILE
NO_MUL:
MOVAH,2FH;/
CMPAH,AL
JNZNO_DIV
DECSI
MOVDH,[SI]
DECSI
MOVAL,[SI]
XORAH,AH
CMPDH,0
JNZDIV_RIGHT
MOVDX,OFFSETMSG3
MOVAH,9
INT21H
JMPOVER3
DIV_RIGHT:
DIVDH
MOV[SI],AL
INCSI
NO_DIV:
JMPVALUE_WHILE
;
VALUE_OVER:
POPSI
POPDX
POPCX
POPBX
POPAX
RET
VALUEENDP
;endvalueprocedure
;
;startprint
PRINTPROCNEAR
PUSHAX
PUSHDX
;movdl,al
;movah,2
;int21h
;movdl,0dh
;movah,2
;int21h
;movdl,0ah
;movah,2
;int21h
MOVBX,OFFSETTRACK
CALLNEARPTRDIVI
DECAL
OK:
POPDX
POPAX
RET
PRINTENDP;endofprint
;
DIVIPROCNEAR;divdata/10funtion:
printthedata
PUSHBX
PUSHAX
PUSHDX
MOVAL,[BX]
XORAH,AH
XORCX,CX
NEXT1:
MOVBL,0AH
DIVBL
MOVDL,AH
ADDDL,30H
XORDH,DH
PUSHDX
INCCX
MOVDH,0H;judgeLtheend
CMPDH,AL
JNBDIVI_OVER1
XORAH,AH
JMPNEXT1
DIVI_OVER1:
POPDX
MOVAH,2
INT21H
LOOPDIVI_OVER1
MOVDL,20H
MOVAH,2
INT21H
POPDX
POPAX
POPBX
RET
DIVIENDP
;endofprint
CODEENDS
ENDSTART
4.测试结果
进行加法运算得到的结果为
进行结果为负数的减法运算
进行除数为0的除法运算
进行加减乘除混合运算
5.使用说明
当进入操作界面后，提示输入正确的表达式，以等号结束，然后程序给出正确结果。
输入的表达式只能含有加减乘除和数字括号，最后以等号结束。
程序计算的结果范围最大为65535，当输入结果超出范围，结果会溢出，给出错误答案。
6.总结
6.1设计过程中的体会
实验中为了模拟简单计算器，需要对输入的ASCII字符串进行处理，首先要将输入的表达式转换为相应的能被识别的正确的表达式，然后，对表达式进行有效处理，将中缀表达式转换为便于计算机计算的后缀表达式。
在进行计算的过程中，利用后缀表达式和堆栈结果是非常容易进行四则混合运算的。
但是，在设计的过程中，如何将中缀表达式转换为后缀表达式，是本实验的一个难点。
在试验的过程中，将中缀式转换成后缀式对我来说相当困难，因此在查阅大量资料和余同学讨论后，才完成相应目的。
因为本实验应用的是汇编语言进行设计，而汇编语言每次只能处理一个有效字符比如运算符，括号等和一个数值比如由ASCII码转换而来的相应的数值。
而且在中缀式向后缀式转换的过程中，也用到了堆栈结构。
6.2设计的优缺点
6.2.1优点
可以进行四则混合运算，并得到结果。
可以提示用户输入错误。
可以正确计算带括号的表达式。
6.2.2缺点
界面没有达到友好，人性化。
支持的数据处理较小。
7．设计体会
这次试验主要是模拟计算器的功能，在试验的过程中，我进一步熟悉了汇编语言的应用，了解到了汇编语言的使用格式和方法。
在程序的编写中，得到了很多同学的帮助，学会了将设计进行分层，简化了设计过程，降低了设计难度。
试验中使用到了算术运算指令，比较运算指令，循环运算指令，跳转指令，使我对这些指令的使用有了自己的体会和理解。
在程序的编写中，将中缀式变成后缀式，键盘输入的ASCII码和十进制数之间的转换，寻址方式与寄存器的结合都是重点内容，在编写的过程中得到了深刻理解。
通过这次实验，我明白了要学习的东西很多，并且要在实践中锻炼自己，提高自己的逻辑思考和编程设计能力。
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