首先面试题：不支持递归的程序语言如何实现递归程序？
1.for循环如何被执行？
1加到100的Java程序如何转化为指令？
for可以执行1次，也可以执行100w次，无数次，因此指令设计者提供了jump类型指令，可以在程序间跳跃：jump loop：跳回loop标签
var i=1,s=0
对应Java代码，我们先将1和0存储到两个地址:$i,$s
#store #1->$i
#store #0->$s
#循环开始，预留一个loop标签
loop:#循环标签
for ... i<=100
#$i导入寄存器R0
load $i->R0
# 然后用cmp比较指令R0和数字100
cmp R0 #100
# 注意指令不会有返回值，它会进行计算，然后改变机器状态(寄存器)
# 比较后有几个特殊的寄存器会保存比较结果
# 然后ja(jump above)，如果R0比100大，跳到end标签
ja end
nop
# 如果R0<=100，s+i
# s地址数据->寄存器R1
load $s->R1
load $s -> R1
# 然后我们把寄存器R0和R1加和，把结果存储寄存器 R2
add R0 R1 R2
# 这时，我们把寄存器 R2 的值存入变量 s 所在的地址
store R2 -> $s
# 刚才我们完成了一次循环
# 我们还需要维护变量 i 的自增
# 现在 i 的值在 R0 中，我们首先将整数 1 叠加到 R0 上
add R0 #1 R0
# 再把 R0 的值存入i所在的内存地址
store R0 -> $i
# 这时我们的循环体已经全部执行完成，我们需要调转回上面 loop 标签所在的位置
# 继续循环
jump loop
nop
end:
for->指令->二进制->存储到内存
- jump 指令直接操作 PC 指针，但是很多 CPU 会抢先执行下一条指令，因此通常我们在 jump 后面要跟随一条 nop 指令，让 CPU 空转一个周期，避免 jump 下面的指令被执行。是不是到了微观世界，和你所认识的程序还不太一样？
- add/store：助记符，整体这段是汇编程序
- 不同机器助记符不同，不用太关注我用的是什么汇编语言，也不用去记忆这些指令。 拿到指定芯片直接查阅芯片说明书就ok
- 虽然不同CPU指令不同，但也有行业标准，现在使用较多是RISC（精简指令集）和CISC（复杂指令集），Intel和AMD主要使用CISC，ARM和MIPS等主要使用RISC指令集
2.条件控制程序
-
if-else
- 自上而下知性逻辑
-
switch-case
- 精准匹配算法，比如1000个case，if-else需要一个个比较，最坏999次，switch-case通过算法直接定位到对应case
- 更多是依赖数学关系，直接算出case所在治理规划位置，而不是一行行执行和比较
3.函数是如何被执行的？
函数执行过程必须深入到底层，也会设计栈
int add(int a,int b){
return a+b;
}
分析：
- a,b本质是内存中的数据，因此需要给他们分配内存你地址
- 函数返回值也是内存中的数据，也需要分配内存地址
- 调用函数就是跳转到函数体对应和指令所在位置，因此函数名可以使用一个标签，调用时，就用jump指令和这个标签
add:
load $a->R0
load $b->R1
add R0 R1 R2
store R2->$r
还有2个问题：
- 参数如何传递给函数？
- 返回值如何传递给调用者？
参数执行过程
假设计算11和15的和
先开辟一块单独空间，也就是栈
每次写入栈SP值增加
为了提高效率，我们通常用一个特殊的寄存器存储栈指针，这个寄存器叫：Stack Pointer，大多数芯片都有这个特殊寄存器，一开始SP指向0x100，此时0x100位置还没有数据
- 压栈参数11
store #11->$SP // 将11存入SP指向地址0x100
add SP,4,SP //栈指针增加4（32位机器）
将11存入SP寄存器指向内存地址，间接寻址，这里是1个32位宽CPU，如果是64位CPU那么栈指针需要自增8
- 压栈15
- 将返回值压栈
返回值没计算呢，怎么就压栈了？其实这是占位，后面我们改写这个地址
- 调用函数
完成压栈，开始调用函数，用jump指令直接跳到函数标签
这个时候，11和15相加，可以利用SP指针寻找数据，11距离当前SP指针差3个位置，15距离SP指针差2个位置，这种寻址方式是一种复合寻址方式，是间接+偏移量寻址。
我们可以用下面代码完成11和15导入寄存器过程：
load $(SP-12)->R0
load $(SP-8)->R1
然后相加存入R2
最后我们再次利用数学关系将结果写入返回值所在位置，利用SP中的地址做加减法操作内存
- 发现 - 解决问题
一个好的解决方案也会面临问题
- 函数计算完成，这时应该跳转回去，可以我们没有记录函数调用钱PC指针位置，因此这里需要改进，我们需要存储函数调用前PC指针方便调用后恢复
- 栈不可以被无限使用，11和15作为参数，计算出26，那么它们就可以清空了，如果用调整栈指针的方式清空，我们就会先清空26，顺序问题，因此我们需要调整压栈顺序
首先们将函数参数和返回值换位，这样在清空数据的时候，就会先清空参 数，再清空返回值。
然后我们在调用函数前，还需要将返回地址压栈。这样在函数计算完成前，就能跳转回对应的返回地址。翻译成指令，就是下面这样
# 压栈返回值
add SP, 4 -> SP
# 计算返回地址
# 我们需要跳转到清理堆栈那行，也就是16行
MOV PC+4*(参数个数*2+1) -> SP
# 压栈参数的程序
……
# 执行函数，计算返回值
call function
# 清理堆栈
add SP, -(参数个数+1)*4， SP
4.递归函数如何被执行？
刚刚用栈解决了函数调用问题，但是这个方案究竟合不合理，还需要更复杂情况验证
int sum(int n){
if(n==1)return 1;
return n+sum(n-1);
}
递归每次执行函数都形成一个栈结构：
比如100
到这里，递归消耗了更多空间，但是也保证了中间计算的独立性。当递归执行到 100 次的时候，就会执行下面的语句： 于是触发第 99 次递归执行：上面程序等价于 return 3 ，接着再触发第 98 次递归的执行，然后是第 97 次，最终触发到第一次函数调用返回结果。 由此可见，栈这种结构同样适合递归的计算。事实上，计算机编程语言就是用这种结构来实现递归函数。
5.class如何实现？
class如何翻译成指令？
首先一个class会分为2个部分：数据，函数
class 有一个特殊的方法叫作构造函数，它会为 class 分配内存。构造函数执行的时候，开始扫描类型定义中所有的属性和方法。
- 遇到属性，为属性分配内存地址
- 遇到方法，方法本身需要存到正文段（程序所在内存区域），再将方法值设置为方法指令所在内存地址
调用class方法本质是执行了一个函数，因此和函数调用一致：
- 返回值和返回地址压栈
- 压栈参数
- 执行跳转
小问题：有时候class方法用到this，这其实并不复杂，你仔细想想， this 指针不就是构造函数创建的一个指向 class 实例的地址吗？那么，有一种简单的实现，就是我们可以把 this作为函数的第一个参数压栈。这样，类型的函数就可以访问类型的成员了，而类型也就可以翻译成指令了。
6.总结
下面我们做一个简单的总结：
- 我们写的程序需要翻译成指令才能被执行，这个翻译工具叫作编译器。
- 平时你编程做的事情，用机器指令也能做，所以从计算能力上来说它们是等价的，最终这种计算能力又和图灵机是等价的。如果一个语言的能力和图灵机等价，我们就说这个语言是图灵完备的语言。现在市面上的绝大多数语言都是图灵完备的语言，但也有一些不是，比如 HTML、正则表达式和 SQL 等。
- 我们通过汇编语言构造高级程序；通过高级程序构造自己的业务逻辑，这些都是工程能力的一种体现。
7.一个程序语言如果不支持递归函数的话，该如何实现递归算法？
思路：
我们需要用到一个栈（其实用数组就可以）； 我们还需要一个栈指针，支持寄存器的编程语言能够直接用寄存器，而不支持直接用寄存器的编程 语言，比如 Java，我们可以用一个变量； 然后我们可以实现压栈、出栈的操作，并按照上面学习的函数调用方法操作我们的栈。
8.思考题
假设你使用的程序语言不支持递归程序，如果要求用栈来模拟下面这个斐波那契求第 n 项的程序，应该如何转换成等价的基于栈的非递归实现？
int fib(int n){
if(n==1 || n==2)return n;
return fib(n-1)+fib(n-2);
}
\
