【TIS-100 攻略】第 6~7 关：序列生成器、序列计数器

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第 6 关《序列生成器》（Sequence Generator）关卡展示

本关要求从 IN.A 和 IN.B 各读入一个数字，然后先输出其中较小的数字，再输出其中较大的数字，最后输出一个 0。

那么，我们的想法自然是：计算 B - A 的值，若该值 > 0，说明 B 比 A 大，需要依次输出 A、B、0，否则依次输出 B、A、0。

本关的难点在于：A 和 B 这两个输入量都是要使用两次的，一次用于计算差值，一次用于输出。而从 IN.A 和 IN.B 这两个输入口读到的数据都是一次性的，没法反复读。那么这一关里，我们必须要借助额外的寄存器保存从输入口读到的值，以便将来可以多次使用。

第一篇攻略里，我提到了这一点：

每个节点中还有一个 bak 寄存器，但是在游戏设定里，bak 寄存器不能通过 mov 指令读取或写入值，而且接下来要用到的各种算术指令也不能直接读取 bak 中的值。关于 bak 寄存器的使用方法，以后的攻略里我们会说到。 作者：ココアお姉ちゃん https://www.bilibili.com/read/cv19164674 出处：bilibili

那么，我们该如何往 bak 寄存器里存值，以及读取 bak 寄存器里的值呢？TIS-100 里提供了两条用于操作 bak 寄存器的指令：

• 保存指令 sav，它的作用是将 acc 里的值复制一份到 bak 中；

• 交换指令 swp，它的作用是将 acc 和 bak 寄存器互换。互换后再对 acc 寄存器进行读写操作，操作完毕后再执行一次 swp 换回来，就相当于对 bak 寄存器进行相应的读写操作了。

任何时候，我们都只能同时对 acc 和 bak 中的一个进行读写，而不能同时对两个寄存器进行读写。比如你想令 acc 加上 bak 的值，这需要你在读取 bak 的同时，将读到的值作为增量累加到 acc 里。即使有了 sav 和 swp 指令，这样的事情也是做不到的。

现在我们回到题目。接收 IN.A 的节点需要把值汇总到右边，我们利用 acc 可反复读写的特性，收到值后先放到 acc 里，再将 acc 里的值向右发两遍，这样就达到了多次发送同一个值的目的。

而接收 IN.B 的节点稍微有点麻烦，它的 acc 寄存器需要计算 B - A 的值，不像左边节点那么悠哉游哉。那么原始的 B 值就只能使用 bak 寄存器来存储了。

本题的代码如下：

IN.A 下方的节点要做的事情很简单，首先从 IN.A 读入 A 的值存入 acc（mov up acc），然后将 A 向右边发两遍（mov acc right, mov acc right），因为右边要两次使用这个量。

IN.B 下方的节点首先读入 B 的值并存入 bak 备用（mov up acc, sav），接下来减去左边发来的 A 值（sub left）。至此，该节点的 acc 寄存器里放的是 B - A 的值，而 bak 寄存器里放的是 B 的值。那么我们按照计划，判断 B - A 的值是否大于 0。若大于 0，则跳到第 9 行去执行（jgz 9）。

第 5~8 行是 B - A <= 0 时执行的代码。B - A <= 0 时，说明 B <= A，此时我们需要依次输出 B、A、0。这时候我们首先执行交换指令，将 bak 里保存着的 B 值换到 acc 里（swp），把换出来的 B 值往下送（mov acc down），紧接着把左边第二次发来的 A 值往下送（mov left down），送完后，强制跳到第 12 行（jmp c）把 0 往下送（mov 0 down）。

第 9~12 行是 B - A > 0 时执行的代码。B - A > 0 时，说明 B > A，此时我们需要依次输出 A、B、0。那么这里，我们改为先往下送 A（mov left down），再往下送 B（swp, mov acc down），最后往下送 0（mov 0 down）。

下面的两个节点都是纯传话用的，不解释（mov up down）。

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第 7 关《序列计数器》（Sequence Counter）关卡展示

本关的 IN 口会源源不断地给你提供一些以 0 结尾的序列。每当你完整地收到一个序列，就要向 OUT.S 端口输出这个序列的总和，同时向 OUT.L 端口输出这个序列的长度。

本关的难点在于：节点需要配置多种功能：收到非 0 数字时，OUT.S 上方的节点需要在 acc 寄存器里加上该值，OUT.L 上方的节点需要令 acc +1；收到 0 数字时，两个节点都需要把各自的 acc 发给输出端口并重置。本关需要用到在上一篇攻略里最后提到的 jro 指令来操作，也就是根据外部输入来决定要执行哪个代码块。本关的代码如下：

最上方的节点纯粹往下传话，不解释（mov up down）。

中间的节点将 IN 发来的数字存入 acc（mov up acc），并判断它是 0 还是非 0。若是非 0，则跳转到第 5 行去执行（jnz 5）。这就导致了：收到非 0 时，执行的是第 5~6 行代码，向下发送一个 5，和当前的这个数字（mov 5 down, mov acc down）；收到 0 时，执行的是第 3~4 行代码，向下发送一个 1 然后跳回开头（mov 1 down, jmp 1）。其实向下发送的 5 和 1 都是偏移量，对应着下方节点的两个执行不同任务的代码块。

然后我们看下方的和 OUT.S 通讯的节点。第一行用于等待上方的指示，看上方是叫我往下跳 5 行还是 1 行执行代码（jro up）。如果上方传的是 5，说明本轮从 IN 里收到的是非 0 值，我们往下跳 5 行，把这个值累加到 acc 里（add up），然后给右边传个 3（mov 3 right）；如果上方传的是 1，说明本轮从 IN 里收到的是 0 值，我们往下跳 1 行，给右边传个 1（mov 1 right），然后把 acc 里的累加值向下传到 OUT.S（mov acc down）并清空 acc，准备迎接下一次累加任务（sub acc, jmp 1）。

我们注意到这个节点也在收到上方的指示后，也给右边的节点传了个 3 或 1。其实这两个数字是用作右边的 jro 指令的参数的，跟上方传给自己的 5 或 1 类似。这个节点也在用同样的方式控制着右边节点的行动。现在我们来看右边节点的代码。

首先也是等待左边节点的控制信号（jro left）。如果左边传的是 3，说明本轮从 IN 里收到的是非 0 值，我们往下跳 3 行，令序列长度 +1（add 1）；如果左边传的是 1，说明本轮从 IN 里收到的是 0 值，我们往下跳 1 行，向 OUT.L 口输出当前序列的长度（mov acc down），并清空 acc，准备下一次计数任务（mov -1 acc, add 1）。这里我们没有使用 sub acc, jmp 1 这样的写法，而是先把 acc 置为 -1，然后再加上 1。这样我们就成功复用了收到非 0 值时执行的 add 1 这一行代码，省去了一行强制跳转到开头的代码。

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优化运行速度

以上方案还有改进空间。我们注意到 IN 发来非 0 值时，中央节点会给下方节点发送两个值，一个是 5 的地址偏移，一个是当前收到的需要累加上的数字。对应的下方节点每次也都需要收两个数字，效率上有损失。能不能每次只传一个值呢？答案是可以的。首先，下方节点将 acc 初始化为一个足够小的负数，比如 -999。然后，平时收到非 0 值时，中央节点直接将该值往下传；而当收到 0 值时，中央节点改为向下方发送 +999，清除掉下方节点原先的 -999 偏置量。这样下方节点在累加的过程中，就会发现自己的 acc 突然变成正数了，那么就说明这个序列结束了。此时我们得到的就是没有 -999 偏置的正确答案，我们直接将该答案输出给下方的 OUT.S 即可。这样我们就做到了任何时候都只用一个数字进行通讯，无形间提升了效率。代码如下：

中央节点由 6 行代码缩减成了 4 行代码，因为少传了一个值，还少了一次跳转。中央节点的逻辑是，收到非 0 值时，将对应的值传给下方（mov up acc, jnz 4, mov acc down）；收到 0 值时，改为给下方发送 999（add 999, mov acc down）。

下方节点的逻辑改动较大。首先将 acc 设置上 -999 的偏置（mov -999 acc），然后跳过第 3 行代码，直接到达第 4 行，从上方接收数值（jmp 4）。接下来，不论上方发了什么值，我都无脑加到 acc 里（add up）。如果 acc 仍是负数，则跳回到第 3 行给右边传个 3（jlz 3, mov 3 right），然后继续等待上方的累加信号，直到 acc 突然变成正数为止。acc 突然变成正数，就说明上方发送了最终的 +999 偏置修正量。此时我们给右边传个 1（mov 1 right），然后自己将本次正确答案发往下方的输出口（mov acc down）。

右边节点的代码和上一版方案完全一样，没有做任何改动。

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运行时长由原先的 248 周期减少到了 214 周期。而且三项指标都到了直方图的最左端。所以我们又得到了一个十全十美的方案。

解锁成就 NO BACKUP

该成就的说明是 Solve SEQUENCE COUNTER without using the SWP instruction，要求不使用 swp 指令完成第 7 关。以上两版方案里都没有用到 swp 指令，所以你已经解锁这个成就了，不需要额外的攻略了。