1 条题解

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    @ 2025-5-6 3:19:05

    解题思路:

    本题要求模拟一台具有寄存器和RAM的计算机执行指令的过程,统计执行的所有指令总数直至程序停机。核心在于正确解析指令编码,并模拟各指令对寄存器和RAM的操作。

    关键步骤:

    1. 初始化状态

      • 所有寄存器和RAMRAM单元初始化为00
      • 从输入读取RAMRAM内容,未指定的地址保持为00
    2. 指令解析与执行

      • 每条指令为三位数,按操作码(百位)、操作数11(十位)、操作数22(个位)分解。
      • 根据操作码执行对应操作(如赋值、加减乘、寄存器间操作、RAMRAM存取等)。
      • 所有运算结果对10001000取模,保证数值范围合法。
    3. 程序流程控制

      • 程序计数器 addadd 指向当前指令地址,默认顺序执行。
      • 遇到条件跳转指令(操作码00)时,根据寄存器值决定跳转地址。
      • 停机指令(操作码100100)终止程序。
    4. 指令计数

      • 每次执行指令(包括停机指令)均增加计数器 ansans

    实现细节:

    • 寄存器与RAM存储:使用数组 reg[10]reg[10]ram[1000]ram[1000] 分别模拟。
    • 操作码分支处理:通过 switchcaseswitch-case 结构处理1010种指令类型,确保操作数正确解析。
    • 地址跳转逻辑:条件跳转时直接修改程序计数器 addadd 的值,跳过顺序执行流程。

    特殊情况处理:

    • 立即数赋值时直接取个位数(如指令2dn2dn中的nn)。
    • RAM地址计算时使用寄存器的值作为指针(如指令8da8da中的aa为寄存器索引)。
    • 所有写操作后立即取模,避免数值溢出。

    C++实现:

    #include <iostream>
    #include <cstring> 
    
    using namespace std;
    
    const int RAM_SIZE = 1000, REG_COUNT = 10;
    int ram[RAM_SIZE], reg[REG_COUNT]; // RAM和寄存器数组
    
    int main() {
        memset(reg, 0, sizeof reg);    // 初始化寄存器为0
        memset(ram, 0, sizeof ram);    // 初始化RAM为0
    
        int addr = 0, count = 0;       // addr:当前指令地址,count:指令计数器
        // 读取RAM初始内容
        while(cin >> ram[addr++]) ;    // 持续读取直到输入结束
        
        addr = 0; // 程序从地址0开始执行
        while(true) {
            count++;                   // 统计执行的指令数
            int cmd = ram[addr++];     // 取指令并后移地址
            if(cmd == 100) break;      // 停机指令处理
    
            int op = cmd / 100;        // 分解操作码
            int d = (cmd % 100) / 10;  // 第一个操作数(寄存器/地址)
            int s = cmd % 10;          // 第二个操作数(寄存器/立即数)
    
            switch(op) {
                case 0: if(reg[s]) addr = reg[d]; break;   // 条件跳转
                case 2: reg[d] = s; break;                 // 立即数赋值
                case 3: reg[d] = (reg[d] + s) % 1000; break; 
                case 4: reg[d] = (reg[d] * s) % 1000; break;
                case 5: reg[d] = reg[s]; break;            // 寄存器间赋值
                case 6: reg[d] = (reg[d] + reg[s]) % 1000; break;
                case 7: reg[d] = (reg[d] * reg[s]) % 1000; break;
                case 8: reg[d] = ram[reg[s]]; break;       // 从RAM加载
                case 9: ram[reg[s]] = reg[d]; break;       // 存入RAM
            }
        }
        cout << count << endl; // 输出总指令数
        return 0;
    }
    
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    信息

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    时间
    1000ms
    内存
    256MiB
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