C++程序设计从零开始之语句 （1）

    来源：BLOG    作者：chuiyun

前面已经说过程序就是方法的描述，而方法的描述无外乎就是动作加动作的宾语，而这里的动作在C++中就是通过语句来表现的，而动作的宾语，也就是能够被操作的资源，但非常可惜地C++语言本身只支持一种资源——内存。由于电脑实际可以操作不止内存这一种资源，导致C++语言实际并不能作为底层硬件程序的编写语言（即使是C语言也不能），不过各编译器厂商都提供了自己的嵌入式汇编语句功能（也可能没提供或提供其它的附加语法以使得可以操作硬件），对于VC，通过使用__asm语句即可实现在C++代码中加入汇编代码来操作其他类型的硬件资源。对于此语句，本系列不做说明。

语句就是动作，C++中共有两种语句：单句和复合语句。复合语句是用一对大括号括起来，以在需要的地方同时放入多条单句，如：{ long a = 10; a += 34; }。而单句都是以“;”结尾的，但也可能由于在末尾要插入单句的地方用复合语句代替了而用“}”结尾，如：if( a ) { a--; a++; }。应注意大括号后就不用再写“;”了，因为其不是单句。

方法就是怎么做，而怎么做就是在什么样的情况下以什么样的顺序做什么样的动作。因为C++中能操作的资源只有内存，故动作也就很简单的只是关于内存内容的运算和赋值取值等，也就是前面说过的表达式。而对于“什么样的顺序”，C++强行规定只能从上朝下，从左朝右来执行单句或复合语句（不要和前面关于表达式的计算顺序搞混了，那只是在一个单句中的规则）。而最后对于“什么样的情况”，即进行条件的判断。为了不同情况下能执行不同的代码，C++定义了跳转语句来实现，其是基于CPU的运行规则来实现的，下面先来看CPU是如何执行机器代码的。

机器代码的运行方式

前面已经说过，C++中的所有代码到最后都要变成CPU能够认识的机器代码，而机器代码由于是方法的描述也就包含了动作和动作的宾语（也可能不带宾语），即机器指令和内存地址或其他硬件资源的标识，并且全部都是用二进制数表示的。很正常，这些代表机器代码的二进制数出于效率的考虑在执行时要放到内存中（实际也可以放在硬盘或其他存储设备中），则很正常地每个机器指令都能有一个地址和其相对应。

CPU内带一种功能和内存一样的用于暂时记录二进制数的硬件，称作寄存器，其读取速度较内存要快很多，但大小就小许多了。为了加快读取速度，寄存器被去掉了寻址电路进而一个寄存器只能存放1个32位的二进制数（对于32位电脑）。而CPU就使用其中的一个寄存器来记录当前欲运行的机器指令的位置，在此称它为指令寄存器。

CPU运行时，就取出指令寄存器的值，进而找到相应的内存，读取1个字节的内容，查看此8位二进制数对应的机器指令是什么，进而做相应的动作。由于不同的指令可能有不同数量的参数（即前面说的动作的宾语）需要，如乘法指令要两个参数以将它们乘起来，而取反操作只需要一个参数的参与。并且两个8位二进制数的乘法和两个16位二进制数的乘法也不相同，故不同的指令带不同的参数而形成的机器代码的长度可能不同。每次CPU执行完某条机器代码后，就将指令寄存器的内容加上此机器代码的长度以使指令寄存器指向下一条机器代码，进而重复上面的过程以实现程序的运行（这只是简单地说明，实际由于各种技术的加入，如高速缓冲等，实际的运行过程要比这复杂得多）。