精选_基于80x86汇编实现的浮点表达式计算器_源码打包

# 基于80x86汇编实现的浮点表达式计算器 # 一、设计题目 从键盘输入一个简单的表达式，如“S=4+6\*9-1+8/5”，按回车键结束输入，则屏幕显示S=58.6，小数点保留1位。假设输入的表达式中只含个位十进制数和 “+”、“-”、“\*”、“/” 运算符，且同一运算符最多出现2次。 # 二、设计说明 ## 2.1 整个程序的功能应该能完成的工作 这个程序应该能正确处理数字和数学表达式的输入。我的设想是使其进一步处理最多12位十进制小数的输入，以及带有括号、四则运算算式的正确处理，并给出可以精确到小数点后五位的正确结果。 该程序应完成工作： - **公式的输入**：包括处理数字输入、符号输入，以及正确处理输入公式的句法 - **公式的计算**：其中包括正确处理各种符号运算的优先级和结合性、中间数的临时保存、小数的正确处理等 - **结果的正确显示** ## 2.2 多个任务（子程序）的划分、调用关系 - 十进制浮点数字的输入 - 十进制浮点数字的输出 - 符号的输入 - 对于输入的公式的综合处理 - 对于处理后的公式的运算 - 主程序 ## 2.3 各子程序的功能与联系 ### 2.3.1 处理十进制小数的转换：ID.ASM 包含过程：INPUTDECIMAL，负责将内存中的十进制小数字符串转换为双精度浮点数，仍然存在内存中。 输入参数包括字符串的起始位置 DS:SI ，和输出位置 ES:BX 。 ### 2.3.2 处理十进制小数的输出：OD.ASM 包含过程：OUTPUTDECIMAL，负责将内存中的双精度浮点数以十进制小数形式输出。 输入参数包括字符串的起始位置 DS:SI 。 ### 2.3.3 处理算式：PARSEEXP.ASM 包含过程：PARSEEXP，负责将内存中的一串算式字符串进行解析运算，并将最终结果存在内存中。 也同时输出算式的逆波兰符号形式，方便调试找出错误。 会调用ID.ASM、OD.ASM中的功能。 输入参数包括字符串的起始位置 DS:SI 和输出位置 DS:BX 。 ### 2.3.4 主程序：MAIN.ASM 包含过程MAIN，是程序的入口。 功能包括显示输入提示、让用户输入算式，以及调用PARSEEXP处理算式，最后用OUTPUTDECIMAL输出计算结果。 ## 2.4 程序框图 主程序的大致框图如下：  ## 2.5 子程序说明和流程图 ### 2.5.1 PARSEEXP 逐字符进行读取，并根据读取到的字符判断算式中出现的token属于什么类型。若是数字，则调用INPUTDECIMAL将其处理成双精度浮点数 ；若是运算符，则对应处理（见下）。 对于算式的处理和运算，采用了调度场算法（Shunting yard algorithm）。采用两个堆栈，一个放数字，一个放运算符。当算法执行到将运算符放置到数字上的步骤时，立即进行运算。这样，分析完算式后，数字栈顶便是结果。 运算用Intel处理器的FLD、FADD等指令完成。 流程见图，省略了对部分错误状况的处理，详见源码。  ### 2.5.2 INPUTDECIMAL 利用了英特尔处理器的FBLD指令，将十进制的小数转换为浮点数。 FBLD指令可以将一段长度为10字节空间中的前9字节中的18位BCD码从十进制整数转换为FPU寄存器中的REAL10浮点数，后一字节最高位决定符号位。 如一系列从低位到高位排列的字节：21 43 65 87 00 00 00 00 00 80可以转换为-87654321.0，存储在FPU的栈顶。 对字符串倒序、去掉小数点转BCD码后，用FBLD转换为大浮点数；再根据小数点位置，用FBLD构造一个是10的若干次幂的浮点数，除前者，得到字符串表示的浮点数。再用FSTP将其作为双精度数存储于内存，该功能即得以实现。 大致框图见图。  ### 2.5.3 OUTPUTDECIMAL 利用的是FBLD的逆向指令FBSTP。将双精度数用FLD载入FPU的寄存器后，乘以100000，用FBSTP转换为包含小数点后五位的BCD数码，再从右往左解析输出，在第五位加小数点即可。 ## 2.6 程序清单 共四个源码文件： - MAIN.ASM - ID.ASM - OD.ASM - PARSEEXP.ASM # 三、调试说明 ## 3.1 调试情况 本项目调试工作较重，一方面因为本人经验不足，一方面因为16位汇编本身难以调试的特性。在调试时，主要遇到以下问题： ### 3.1.1 浮点数指令工作不正常 在用FADD等指令进行浮点运算时，发现加载的浮点数并无任何问题，但算出结果储存后是FFF80000...（NaN）。最后发现，将各个子程序中分散的FINIT指令集中在MAIN程序中解决了此问题。可能FINIT执行多次会带来未定义的操作。 ### 3.1.2 在子程序中用地址表失效 在子程序PARSEEXP中，判断操作符类型时，采用了地址表。但无论是在CS段中定义还是在DS段中定义，地址表都无法正常工作。最后发现，地址表中的标号会在汇编时转换为偏移地址，但其对应的段地址和远调用时认定的子程序段地址并不一致，所以用地址表时会跳到不正确的地方造成NTVDM崩溃。最后，将地址表改为简单的条件跳转后问题解决。 其他问题皆是一些一眼能看出问题所在、由于粗心造成的小问题。 ### 3.1.3 程序调试技巧 在调试中我积累了一些经验： - 程序源码的组织一定要经过深思熟虑，否则会在调试时造成更大麻烦 - 善用DEBUG的一些指令以及其参数，如-P+数字可以一次执行多个指令，对于跳跃到问题代码很有帮助 ## 3.2 链接的要求 对四个文件分别汇编，生成.OBJ文件后，在控制台中输入LINK MAIN+PARSEEXP+ID+OD回车，可以执行链接操作生成MAIN.EXE。 ## 3.3 测试数据        以下是各种输入错误的情形。      ## 3.4 结果分析 就本人测试过的数据来看，正确输入的算式都得到了正确的结果。对于输入错误的算式而言，本程序并没有覆盖到太多情况，比如+.+6判断为0+6=6等。 综上所述，本程序基本达到了题目要求。 # 四、使用说明 ## 4.1 程序环境、适用范围 **本程序应运行于**： - Intel 的16位处理器（或模拟其工作的模拟器上），如 8086，并且应支持浮点运算功能 - MS-DOS，或Windows 7及以下x86操作系统的命令提示符中（在NTVDM中运行）。本程序的测试环境为DOSBox，�