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本系列文章只提供课上测试的解读
所有课下作业的源代码请按下面指示前往我的Github仓库~

BUAA-2023-CO

通过阅读本文，您可以大致了解 2023 年秋季北航计算机组成原理课程 P2 课上测试的题目内容、难度和解题思路
P2 课上测试 3题做出2题 通过。主要内容是对 MIPS汇编语言 的使用综合考察
题目每年都会发生变化，题意描述大致清晰，但是可能与原题有一定差异

T0·合并两个有序数组

题目描述

给你两个按非递减顺序排列的整数数组nums1 和 nums2，请你将两个数组合并为 nums，并使合并后的 nums 同样按非递减顺序排列。

边界条件

  • 数组中可能包含重复元素，两个数组中的重复元素需要全部保留；同时，对于边界条件，数组中可能存在负数，请注意自己的实现方式。
  • 输入的数组长度大于0不大于64
  • 输出的数组各元素在-128~128范围内，包含边界

    具体要求

    输入要求

    首先读入 nums1 数组的元素个数 n1
    接下来，每行读取一个元素 nums1[i]，共读取 n1 行
    然后读入 nums2 数组的元素个数 n2
    接下来，每行读取一个元素 nums2[i]，共读取 n2 行

    输出要求

    逐一输出合并后的 nums 数组元素 nums[i]，每个 nums[i] 之间以空格分隔
    最后一个 nums[i] 后面有无空格都可以

    样例输入1

    text
    1
    2
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    6
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    3
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    2
    2
    3
    2
    7
    8

    样例输出1

    text
    1
    1 2 2 2 7 8

    样例输入2

    text
    1
    2
    3
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    -9
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    2
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    4
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    7
    -3
    2
    4
    6
    6
    6
    9

    样例输出2

    text
    1
    -9 -3 0 2 2 4 4 4 4 4 6 6 6 9 9

    求解思路

    我用C语言代码来解释最核心的处理逻辑，你可以自行将其翻译成MIPS。
    c
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    3
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    //前面已经读入了所有给定的输入
    int i = 0, j = 0;
    while (i + j < n1 + n2)
    {
        if (j >= n2 || (nums1[i] <= nums2[j] && i < n1))
        {
            //如果nums2已经读完，或者nums1[i]小于等于nums2[j]且nums1还没读完
            printf("%d ", nums1[i]);
            i++;
        }
        else
        {
            printf("%d ", nums2[j]);
            j++;
        }
    }

T1&T2

说明

由于T1和T2在考试时提供了相应的C语言代码。
不熟练的同学建议直接翻译，保证测试拿分才是最主要的。
由于自身实力有限，我也采用了这种方法，因此这里就不介绍题意，分享一些MIPS的常用模板。

MIPS常用模板

宏模版

mips
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# 结束程序
    .macro end
    li      $v0, 10
    syscall
.end_macro
# 从键盘读入一个整数存储到%des
.macro getInt(%des)
    li      $v0, 5
    syscall
    move    %des, $v0
.end_macro
# 将%src存储的整数打印到屏幕
.macro printInt(%src)
    move    $a0, %src
    li      $v0, 1
    syscall
.end_macro
# 将%src存储的一个字入栈
.macro push(%src)
    sw      %src, 0($sp)
    subi    $sp, $sp, 4
.end_macro
# 将栈顶的一个字出栈到%des
.macro pop(%des)
    addi    $sp, $sp, 4
    lw      %des, 0($sp) 
.end_macro
# 计算二维数组的地址偏移量（字节）
.macro calc_addr(%dst, %row, %column, %rank)
    # dts: the register to save the calculated address
    # row: the row that element is in
    # column: the column that element is in
    # rank: the number of lines(rows) in the matrix
    multu %row, %rank
    mflo %dst
    addu %dst, %dst, %column
    sll %dst, %dst, 2
.end_macro

主程序模版

mips
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# for (int i = 0; i < n; i++){...},下面$t0为i,$s0为n
for_begin1:
slt $t1,$t0,$s0
beq $t1,0,for_end1

#...

addiu  $t0,$t0,1
j for_begin1
for_end1:

# 函数调用的模板
move $a0,$t3
move $a1,$t4
jal dfs  #调用函数，需要将实参存入$a0,$a1（这里以两个实参为例）中

dfs:
# arg: x->a0,t0 y->a1,t1
push($ra)
push($t0)
push($t1) #返回地址和需要入栈的中间变量或者参数都要入栈，$t0,$t1只是举例

# 加载实参
move $t0,$a0
move $t1,$a1
#...函数主体

# 返回语句，特别注意某些隐式的返回（C语言中不明写return）
pop($t1)
pop($t0)
pop($ra)
jr $ra

助教问答环节

这部分只提供问题。

  1. 1号寄存器和$sp寄存器的作用是什么？
  2. 哪两个寄存器是保留给操作系统的？
  3. 如何将MIPS汇编导出为二进制代码？
  4. .word伪指令和.space的区别是什么？
  5. 请你简述T0题的求解思路。