Факториальный расчет на языке ассемблера: рекурсия и не только

Вот пример кода на ассемблере в синтаксисе x86 для вычисления факториала числа с помощью рекурсии:

section .data
    prompt db "Enter a number: ", 0
    result db "Factorial: %d", 0
section .bss
    number resb 4
section .text
    global _start
_start:
    ; Display prompt
    mov eax, 4
    mov ebx, 1
    mov ecx, prompt
    mov edx, 15
    int 0x80
    ; Read input
    mov eax, 3
    mov ebx, 0
    mov ecx, number
    mov edx, 4
    int 0x80
    ; Convert input to integer
    mov eax, [number]
    sub eax, '0'
    ; Call the factorial function
    push eax        ; Push the input value as an argument
    call factorial ; Call the factorial function
    add esp, 4     ; Clean up the stack
    ; Display the result
    mov eax, 4
    mov ebx, 1
    mov ecx, result
    mov edx, 13
    int 0x80
    ; Exit the program
    mov eax, 1
    xor ebx, ebx
    int 0x80
factorial:
    push ebp
    mov ebp, esp
    sub esp, 4
    ; Retrieve input value
    mov eax, [ebp + 8]

    ; Check if the input is 0 or 1
    cmp eax, 0
    je return_one
    cmp eax, 1
    je return_one
    ; Decrement the input value
    dec eax
    ; Recursive call to factorial function
    push eax
    call factorial
    add esp, 4
    ; Multiply the result with the input value
    imul eax, [ebp + 8]
    return_one:
    mov esp, ebp
    pop ebp
    ret

Этот ассемблерный код предлагает пользователю ввести число, считывает введенные данные, а затем вычисляет факториал с помощью рекурсивных вызовов функции factorial. Результат затем отображается на экране.

Теперь перейдем к статье в блоге.

Язык ассемблера — это язык программирования низкого уровня, обеспечивающий непосредственное управление аппаратным обеспечением компьютера. В этой статье мы рассмотрим вычисление факториала с использованием рекурсии на языке ассемблера. Мы также обсудим альтернативные методы эффективного вычисления факториала.

Методы:

  1. Рекурсивный расчет факториала: предоставленный ассемблерный код демонстрирует, как вычислить факториал с помощью рекурсии. Он использует функцию factorial, которая вызывает себя с уменьшенным входным значением, пока не достигнет базового случая 0 или 1.

  2. Итеративный факторный расчет. Итеративный факторный расчет является распространенной альтернативой рекурсии. В этом методе мы используем цикл для умножения чисел от 1 до n для вычисления факториала. Вот пример на ассемблере:

section .data
    prompt db "Enter a number: ", 0
    result db "Factorial: %d", 0
section .bss
    number resb 4
section .text
    global _start
_start:
    ; Display prompt
    mov eax, 4
    mov ebx, 1
    mov ecx, prompt
    mov edx, 15
    int 0x80
    ; Read input
    mov eax, 3
    mov ebx, 0
    mov ecx, number
    mov edx, 4
    int 0x80
    ; Convert input to integer
    mov eax, [number]
    sub eax, '0'
    ; Call the factorial function
    push eax        ; Push the input value as an argument
    call factorial ; Call the factorial function
    add esp, 4     ; Clean up the stack
    ; Display the result
    mov eax, 4
    mov ebx, 1
    mov ecx, result
    mov edx, 13
    int 0x80
    ; Exit the program
    mov eax, 1
    xor ebx, ebx
    int 0x80
factorial:
    push ebp
    mov ebp, esp
    sub esp, 4
    ; Retrieve input value
    mov eax, [ebp + 8]

    ; Check if the input is 0 or 1
    cmp eax, 0
    je return_one
    cmp eax, 1
    je return_one
    ; Decrement the input value
    dec eax
    ; Recursive call to factorial function
    push eax
    call factorial
    add esp, 43. Tail-Recursive Factorial Calculation: In tail recursion, the recursive call is the last operation performed in a function. This allows for an optimization called tail call optimization, which can improve efficiency. Here's an example of tail-recursive factorial calculation in assembly language:
```assembly
section .data
    prompt db "Enter a number: ", 0
    result db "Factorial: %d", 0

section .bss
    number resb 4

section .text
    global _start

_start:
    ; Display prompt
    mov eax, 4
    mov ebx, 1
    mov ecx, prompt
    mov edx, 15
    int 0x80

    ; Read input
    mov eax, 3
    mov ebx, 0
    mov ecx, number
    mov edx, 4
    int 0x80

    ; Convert input to integer
    mov eax, [number]
    sub eax, '0'

    ; Call the factorial function
    push eax        ; Push the input value as an argument
    call factorial ; Call the factorial function
    add esp, 4     ; Clean up the stack

    ; Display the result
    mov eax, 4
    mov ebx, 1
    mov ecx, result
    mov edx, 13
    int 0x80

    ; Exit the program
    mov eax, 1
    xor ebx, ebx
    int 0x80

factorial:
    push ebp
    mov ebp, esp
    sub esp, 8

    ; Retrieve input value
    mov eax, [ebp + 8]

    ; Check if the input is 0 or 1
    cmp eax, 0
    je return_one
    cmp eax, 1
    je return_one

    ; Decrement the input value
    dec eax

    ; Multiply the input value with the accumulator
    imul [ebp + 12], eax

    ; Recursive call to factorial function
    push eax
    push [ebp + 12]
    call factorial

return_one:
    mov esp, ebp
    pop ebp
    ret

В этой статье мы рассмотрели различные методы вычисления факториала числа с помощью языка ассемблера. Мы начали с рекурсивного подхода, за которым последовали итеративные и хвостовые рекурсивные методы. Каждый метод имеет свои преимущества и особенности. Понимая эти методы, программисты на языке ассемблера могут эффективно вычислять факториалы и глубже понимать рекурсию и оптимизацию.

Надеюсь, эта статья окажется вам полезной!