C语言的循环结构有for循环、while循环、do循环和goto循环。本文介绍前3种循环方式。
1. for循环结构
for循环也可以称为步进循环,它的特点是常用于已经明确了循环的范围。看一个简单的C语言代码,具体如下:
- #include <stdio.h>
- int main()
- {
- int nNum = 0, nSum = 0;
- for ( nNum = 1; nNum <= 100; nNum ++ )
- {
- nSum += nNum;
- }
- printf("nSum = %d \r\n", nSum);
- return 0;
- }
这是很典型的求1~100的累加和的程序。通过这个程序来认识关于for循环结构的反汇编代码。
- .text:00401028 mov [ebp+nNum], 0
- .text:0040102F mov [ebp+nSum], 0
- .text:00401036 mov [ebp+nNum], 1
- .text:0040103D jmp short LOC_CMP
- .text:0040103F ; ---------------------------------------------------------
- .text:0040103F
- .text:0040103F LOC_STEP: ; CODE XREF: _main+47j
- .text:0040103F mov eax, [ebp+nNum]
- .text:00401042 add eax, 1
- .text:00401045 mov [ebp+nNum], eax
- .text:00401048
- .text:00401048 LOC_CMP: ; CODE XREF: _main+2Dj
- .text:00401048 cmp [ebp+nNum], 64h
- .text:0040104C jg short LOC_ENDFOR
- .text:0040104E mov ecx, [ebp+nSum]
- .text:00401051 add ecx, [ebp+nNum]
- .text:00401054 mov [ebp+nSum], ecx
- .text:00401057 jmp short LOC_STEP
- .text:00401059 ; ---------------------------------------------------------
- .text:00401059
- .text:00401059 LOC_ENDFOR: ; CODE XREF: _main+3Cj
- .text:00401059 mov edx, [ebp+nSum]
- .text:0040105C push edx
- .text:0040105D push offset Format ; "nSum = %d \r\n"
- .text:00401062 call _printf
- .text:00401067 add esp, 8
- .text:0040106A xor eax, eax
这次的反汇编代码,修改了其中的变量、标号,看起来更加直观。从修改的标号来看,for结构可以分为3部分,在LOC_STEP上面的部分是初始化部分,在LOC_STEP下面的部分是修改循环变量的部分,在LOC_CMP下面和LOC_ENDFOR上面部分是比较循环条件和循环体的部分。
for循环的反汇编结构如下:
- ; 初始化循环变量
- jmp LOC_CMP
- LOC_STEP:
- ; 修改循环变量
- LOC_CMP:
- ; 循环变量的判断
- jxx LOC_ENDFOR
- ; 循环体
- jmp LOC_STEP
- LOC_ENDOF:
再用IDA来看一下生成的流程结构图,如图1所示。
图1 for结构的流程图
2. do…while循环结构
do循环的循环体总是会被执行一次,这是do循环与while循环的区别。这里还是1~100的累加和代码,来看一下它的反汇编结构。先看C语言代码,具体如下:
- #include <stdio.h>
- int main()
- {
- int nNum = 1, nSum = 0;
- do
- {
- nSum += nNum;
- nNum ++;
- } while ( nNum <= 100 );
- printf("nSum = %d \r\n", nSum);
- return 0;
- }
do循环的结构要比for循环的结构简单很多,反汇编代码也少很多。先来看一下IDA生成的流程图,如图2所示。
图2 do循环流程图
反汇编代码如下:
- .text:00401028 mov [ebp+nNum], 1
- .text:0040102F mov [ebp+nSum], 0
- .text:00401036
- .text:00401036 LOC_DO: ; CODE XREF: _main+3Cj
- .text:00401036 mov eax, [ebp+nSum]
- .text:00401039 add eax, [ebp+nNum]
- .text:0040103C mov [ebp+nSum], eax
- .text:0040103F mov ecx, [ebp+nNum]
- .text:00401042 add ecx, 1
- .text:00401045 mov [ebp+nNum], ecx
- .text:00401048 cmp [ebp+nNum], 64h
- .text:0040104C jle short LOC_DO
- .text:0040104E mov edx, [ebp+nSum]
- .text:00401051 push edx
- .text:00401052 push offset Format ; "nSum = %d \r\n"
- .text:00401057 call _printf
- .text:0040105C add esp, 8
- .text:0040105F xor eax, eax
do循环的主体就在LOC_DO和0040104C的jle之间。其结构整理如下:
- ; 初始化循环变量
- C_DO:
- ; 执行循环体
- ; 修改循环变量
- ; 循环变量的比较
- Jxx LOC_DO
3. while循环结构
while循环与do循环的区别在于,在进入循环体之前需要先进行一次条件判断,循环体有可能因为循环条件的不成立而一次也不执行。看1~100累加和的while循环代码:
- #include <stdio.h>
- int main()
- {
- int nNum = 1, nSum = 0;
- while ( nNum <= 100 )
- {
- nSum += nNum;
- nNum ++;
- }
- printf("nSum = %d \r\n", nSum);
- return 0;
- }
再来看一下它的反汇编代码,while循环比do循环多了一个条件的判断,因此会多一条分支。反汇编代码如下:
- .text:00401028 mov [ebp+nNum], 1
- .text:0040102F mov [ebp+nSum], 0
- .text:00401036
- .text:00401036 LOC_WHILE: ; CODE XREF: _main+3Ej
- .text:00401036 cmp [ebp+nNum], 64h
- .text:0040103A jg short LOC_WHILEEND
- .text:0040103C mov eax, [ebp+nSum]
- .text:0040103F add eax, [ebp+nNum]
- .text:00401042 mov [ebp+nSum], eax
- .text:00401045 mov ecx, [ebp+nNum]
- .text:00401048 add ecx, 1
- .text:0040104B mov [ebp+nNum], ecx
- .text:0040104E jmp short LOC_WHILE
- .text:00401050 ; -----------------------------------------------------------
- .text:00401050
- .text:00401050 LOC_WHILEEND: ; CODE XREF: _main+2Aj
- .text:00401050 mov edx, [ebp+nSum]
- .text:00401053 push edx
- .text:00401054 push offset Format ; "nSum = %d \r\n"
- .text:00401059 call _printf
- .text:0040105E add esp, 8
- .text:00401061 xor eax, eax
while循环的主要部分全部在LOC_WHILE和LOC_WHILEEND之间。在LOC_WHILE下面的两句是cmp和jxx指令,在LOC_WHILEEND上面是jmp指令。这两部分是固定的格式,其结构整理如下:
- ; 初始化循环变量等
- LOC_WHILE:
- cmp xxx, xxx
- jxx LOC_WHILEEND
- ; 循环体
- jmp LOC_WHILE
- LOC_WHILEEND:
再来看一下IDA生成的流程图,如图3所示。
图3 while循环流程图
对于for循环、do循环和while循环这3种循环而言,do循环的效率显然高些,而while循环相对来说比for循环效率又高些。