19、计算机编程中的循环、跳转与调用

计算机编程中的循环、跳转与调用

1. 计算与循环的本质

生活中充满了重复，如地球自转、月球绕地球公转、地球绕太阳公转等自然节奏，我们通过这些来计算日子。从某种意义上说，重复也是计算的本质。计算两个数相加，我们无需计算机，但计算一千或一百万个数相加，计算机就派上用场了。

在编程里，循环是一种重要的重复机制。早期，Ada Lovelace 在讨论 Charles Babbage 的分析机时提到，重复的操作组被称为循环（cycle），现在我们通常称其为“循环（loop）”，而她所说的“循环的循环”如今被叫做“嵌套循环（nested loop）”。

2. 简单循环程序的问题与解决方案

之前展示过一个将存储在内存地址 1000h 开始的 5 个字节相加的小程序。若要将一百或一千个字节相加，不断添加 INX 和 ADD 指令并非好办法，缺乏通用性。

为解决这个问题，我们需要一个能重复执行特定指令序列（如 INX 和 ADD 指令）的新指令。在正常情况下，CPU 取每条指令字节后，程序计数器会递增，使 CPU 从一条指令推进到下一条。而实现循环的指令需要以不同方式改变程序计数器。

2.1 JMP 指令

我们引入 JMP（jump）指令，它后面跟着 2 个字节，共同构成一个 16 位地址。例如，每次执行 INX 和 ADD 指令后，JMP 指令会使程序计数器跳转到指定地址（如 0005h），继续执行 INX 和 ADD 指令，形成循环。不过，仅使用 JMP 指令会导致程序陷入无限循环，因为没有办法停止循环。

2.2 条件跳转指令

为了控制循环的终止，我们可以利用 C