GENEL PROGRAMLAMA BİLGİSİ Bir programcının program yazabilmesi için yapması gereken çalışmalar ve bilmesi gereken ön bilgilere ihtiyaç vardır. Çünkü bir problemin bilgisayar ortamında çözülmesi maalesef hazırlıksız olarak ve hızlı bir şekilde gerçekleşemez. Her şeyden önce programla bir süreçtir ve programın yazılıp bitmesi ile bitmez çoğunlukla programın yaşadığı süre içerisinde değişik şekillerde devam eder.
Bu nedenle program yazılmadan veya program yazılmadan veya problem çözülmeye başlamadan önce bazı adımları sağlam atmak gerekir. Birçok zaman bu adımlar raporlarla belgelendirilir. Çünkü yazılımın yaşam döngüsü boyunca bu raporlara ve başlangıç adımlarına ihtiyaç duyulabilir.
Bunu sağlayabilmek ve sağlam temelli programlar yazabilmek için mutlaka ön çalışmalar kağıt üzerinde gerçekleştirilir ve elde edilen donelere göre program yazılır. Ancak programlamada yeni iseniz hemen program yazmanız oldukça zor olacaktır. Öncelikle programlama mantığını ve problem çözme ön sezisini edinmeniz gerekecektir. İşte bu ders notları siz öğrencilerin bu sezgiyi kazanmasını ve bu mantığı oluşturmanızı sağlayacak bilgiler sunmaktadır.
Ne var ki bu ders notu sadece temel bilgileri verir Ne var ki bu ders notu sadece temel bilgileri verir. Bahsettiğimiz mantık ve sezgiler program yazdıkça gelişir. Birçok kişi tarafından programlama yeteneğinin doğuştan bir yetenek olduğu söylense de bu yeteneği edinmek resim yapma yeteneğini edinmekten ya da güzel sanatlardan biri ile ilgili bir yeteneği kazanmaktan çok daha kolaydır.
Bu ders notları her türlü programlama dilinden bağımsız olarak hazırlanmaya çalışılmıştır. Gerekli görüldüğü yerlerde dillere ait detay veya farklılık bilgileri verilmiştir. Ancak esas olan programlama dilinin üzerinde temel programlama mantığına sahip olmanızdır. Çünkü bu sizin programlamacı sıfatınız için temel teşkil edecek bilgiler sunmaktadır.
Programlama dilleri zaman içerisinde gelişmiş, değişmiş, kaybolmuş veya yenileri çıkmıştır. Bu nedenle programlama bilginizi asla programlama diline bağlı tutmayın. Eğer programlama mantığınız ve önsezileriniz oldukça iyi gelişmişse algoritmaları kolay kurup algılayabiliyorsanız çok karmaşık sorunlar üzerinde fikir yürütüp çözüm üretebiliyorsanız bildiğiniz programlama dilinin fazlaca bir önemi kalmamaktadır.
Çünkü çoğunlukla 1-2 hafta gibi kısa bir sürede bir programlama dilini kısa sürede öğrenebilirsiniz. En doğrusu da tabii ki her derde çözüm olabilecek temel bir programlama dilini çok iyi bir şekilde öğrenip her çözüme uyarlayabilmenizdir. Ancak önemli olan programlama mantığını kapmış olmanızdır.
Dikkat ettiyseniz programlama dilinde alternatiflerden bahsettik ancak programlamanın alternatifi bulunmamaktadır. Yani bir program yazılacaksa mutlaka programlamanın kurallarına göre yazılmalıdır.
TANIMLAR Dersin daha iyi anlaşılması için şu tanım ve kavramların bilinmesinde fayda bulunmaktadır. Bilgisayar nedir? Verileri işleyerek özet bilgiler şekline sokabilen, bu veri ve bilgileri yüksek kapasitelerde saklayıp başka ortamlara iletebilen elektronik cihazlarıdır.
Bu işlemleri yaparken çok yüksek hızlarda bıkmadan usanmadan tekrarlı olarak aynı işleri yapar. Ancak tek başına bir bilgisayar donanımı bu işleri gerçekleştirecek durumda değildir. Bu işlemler donanım tarafından yapılsa da asıl iş yazılımlar tarafından geliştirilmektedir
Yukarıdaki çizimde görülen her bir adımı gerçekleştiren yazılımdır.
Bilgisayar Organizasyonu Bir elektronik bilgisayar yukarı şekildeki gibi temel birimlere sahiptir. Bu şekilde bir önce ki konuda bahsettiğimiz giriş, çıkış işlemleri, veri işleme ve veri saklama işlemleri gerçekleştirilir.
Giriş Birimi Klavye, fare, mikrofon, kamera vb cihazlardan biri veya daha fazlasından oluşur. Veri ve komutların bilgisayara yollanmasını sağlar. Bellek Birimi Veri, komut ve programların saklandığı donanımları temsil eder. Ana bellek çoğunlukla REM olarak anılır ve SIMM gibi donanımlarla belirlenir. Yan ve ikinci bellek ise Floppy ve sabit diskleri ifade eder ve bilgilerin daha kalıcı saklanmasını sağlayan alanları temsil eder. Aritmetik mantık Birimi Bilgisayardaki tüm aritmetik ve mantıksal işlemlerin yapıldığı birimdir. Tüm işlemleri yapan ana birimdir. Denetim Birimi CPU Bilgisayar programının çalışmasını denetleyen programda yapılan hesaplamalara göre hangi işlerin yapılacağına karar veren birimdir. Makine diline çevrilmiş bir programda komutları teker teker ve sırayla ana işlem birimine getirip yorumlar ve sonuçta komutu çalıştırır. Çıkış Birimi Bilgisayar ortamında oluşan verilerin dış ortama verilmesini sağlayan birimlerdir. Ekran, yazıcı gibi birimlerdir.
Bir programcı genel olarak bu birimlerin hangilerinin ne işe yaradığını ve neleri temsil ettiğini bilmelidir. Özellikle aritmetik-mantık işlem birimi ve denetim birimi bir bilgisayarın beynini oluşturduğu için nasıl davrandığını iyi bilmek zorundadır.
Bilgisayarın Tarihçesi M.Ö.500 Abaküs 1642 Pascalın Mekanik Toplama Makinesi 1827 Babbage’ in çıkarma makiesi 1941 İkili>İkili Mekanik Hesaplayıcı (Zuse) 1944 Ondalık Elektromekanik Hesaplayıcı (Aiken) 1945-54 İlk kuşak Vakum Tüpler ve ışınlar 1955-64 İkinci Kuşak Tranzistörler ve Manyetik Bellekler 1965-71 Üçüncü kuşak Tümleşik devreler 1971-90 Dördüncü kuşak VLSI Devreler 1982 IBM PC& MS-DOS 1984 MAC 1990’lar Paralel işlemciler, Yapay Zeka, İnternet ve WWW
Bilgisayar Türleri Bilgisayarlar kullanım amaçlarına göre büyüklük ve kapasite bakımından şu şekilde sınıflandırılabilirler. Süper bilgisayarlar Mainframe tipi bilgisayarlar Workstation tipi bilgisayarlar(İş istasyonları) Mikrobilgisayarlar Kişisel bilgisayarlar
Problem nedir? Bir işlemin otomasyonunun ya da bilimsel hesaplamanın bilgisayarla çözülmesi fikrinin ortaya çıkmasına problem denir. Bu tip fikirlerde insanların bu sorunları beyinle çözmeler ya imkânsızdır ya da çok zor ve zaman alıcıdır. Bu tip bir sorunu bilgisayarla çözebilme fikrinin ortaya çıkması bir bilgisayar probleminin ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bazen de bir işletme veya yönetim otomasyonunu sağlamak amacı ile bu tip problemler tanımlanır.
Problem Çözümü Problemi çözebilmek için öncelikle sorunun çok net olarak programcı tarafından anlaşılmış olması gerekir. Tüm ihtiyaçlar ve istekler belirlenmelidir. Gerekiyorsa bu işlem için birebir görüşmeler planlanmalı ve bu görüşmeler gerçekleştirilebilmelidir.
Problemin çözümüne ilişkin zihinsel alıştırmalar yapılır Problemin çözümüne ilişkin zihinsel alıştırmalar yapılır. Bu alıştırmaların bilgisayar çözümüne yakın olması hedeflenmelidir. Bir sorunun tabii ki birden fazla çözümü olabilir. Bu durumda bilgisayar ile en uygum çözüm seçilmelidir. Çünkü bazen pratik çözümler bilgisayarlar için uygun olmayabilir. Oluşturulan çözüm algoritma dediğimiz adımlarla ifade edilmelidir. Bu algoritmanın daha anlaşılır olması için akış şeması oluşturulmalıdır.
Uygun bir programlama dili seçilmeli ve oluşturulan algoritma ve akış çizgesi bu programlama dili aracılığıyla bilgisayar programına aktarılmalıdır. Oluşturulan program bir takım verilerle ve mümkünse gerçek ortamında test edilir. Oluşabilecek sorunlarla ilgili kısımlar gözden geçirilerek düzeltilir. Bu adımlar defalarca gerçekleştirilmek zorunda kalınabilir.
Program nedir? Problem çözümü kısmında anlatılan adımlar uygulandıktan sonra ortaya ve sorunumuzu bilgisayar ortamında çözen ürüne program denir. Bazı durumlarda bu ürüne yazılım denebilir.
Programlama nedir? Problem çözümünde anlatılan adımların tümüne birden programlama denilebilir. Ancak gerçekte ilk paragrafta anlatılan kısım çoğunlukla sistem analizi veya sistem çözümleme olarak anlatılır. Diğer adımlar programlama diye tanımlanabilir. Ancak son paragrafta anlatılan adıma kısaca test aşaması denir. Çoğunlukla çok iyi tanımlanmış bir sorunun çözümüne dair adımlar ile çözümün oluşturulup bunun bir programlama dili ile bilgisayar ortamına aktarılması programlama diye adlandırılır.
Algoritma nedir? Bir sorunu çözebilmek için gerekli olan sıralı mantıksal adımların tümüne denir. Doğal dille yazılabileceği için aşağıdaki ifadelerin mutlaka doğrulanması gereklidir. Her adım son derece belirleyici olmalıdır. Hiçbir şey şansa bağlı olmamalıdır. Belirli bir sayıda adım sonunda algoritma sonlanmalıdır. Algoritmalar karşılaşılabilecek tüm ihtimalleri ele alabilecek kadar genel olmalıdır.
Akış çizgesi nedir? Bir algoritmanın daha görsel gösterimidir. Çizgiler, dörtgen, daire vb. geometrik şekillerle algoritmanın gösterilmesini sağlar. Doğal dille yazılmadığı için daha formal olduğu düşünülebilir. Programlama dili nedir? Bir problemin algoritmik çözümünün bilgisayara anlatılmasını sağlayan, son derece sıkı sıkıya kuralları bulunan kurallar dizisidir.
Derleyici nedir? Bir programlama dili ile bilgisayara aktarılan programın bilgisayarın anlayabileceği makne diline çevirmeyi sağlayan ve yazılan programda söz dizim hatalarının olup olmadığını bulan olu olmadığını bulan yazılımlardır. Her programlama dili için olması gerekmektedir.
Yorumlayıcı Nedir? Derleyici gibi çalışan ancak yazılmış programları o anda makine diline çeviren yazılımlardır. Bu tür bir yazılımda programın makine dili ile oluşturulmuş kısmı bilgisayarda tutulmaz. Programın her çalıştırılmasında her adım için makine dili karşılıkları oluşturulur ve çalıştırılır
YAZILIM GELİŞTİRME Yazılı geliştirilirken bir programcı ve yazılım gurubunun takip edeceği adımlar şu şekildedir. Bu çizgeden anlaşılacağı gibi adımlardan birinde bir sorunla karşılaşılırsa bu sorunu çözebilmek için bir önceki adıma geri dönmek gerekecektir. Bu geri dönüş bazen birkaç adım olabilir.
Sistem Analizi: Sorunun çözülebilmesi için tamamen anlaşılmasını sağlayan çalışmalardır. Tasarım: İsteklerle ilgili olarak belirlenen bir takım çözümlerin tanımlanmasıdır. Program Stili: Her yiğidin yoğurt yiyişi farklıdır. Aynı şekilde her programcı programındaki mantığı farklı kurar ki bu her programcının kendine özgün bir stili var anlamına gelir. Ancak bunun yanında her programcının program sağlığı bakımından dikkat etmesi gereken şeyler vardır. Örneğin kodlar açık olmalıdır. Kullanılan değişkenler kullanıldıkları amacı anlatır tarzda isimlendirilmelidir. Program içi dökümantasyona mutlaka önem verilmelidir.
Algoritma: Çözümün adımlarla ifade edilmesidir. Akış çizgesi: Algoritmanın şekillerle ifade edilmesidir. Programlama dili seçimi: Çözümün netleşmesinden sonra yapılacak işlemleri kolay bir şekilde bilgisayar ortamına aktaracak dilin seçilmesidir. Önemli olan bu dilin özelliklerinin programcı tarafından iyi bilinmesidir.
Programın yazılması: Seçilen programlama dilinin kuralları kullanılarak program yazılmaya başlanır. BU amaçla çoğunlukla sade bir metin editörü kullanılır. Bazı durumlarda Syntax highlighting denilen bir özelliğe sahip olan daha akıllı editörler de kullanılabilir. Bazen de editör ile programlama dilinin derleyicisinin bağlayıcısının hatta hata ayıklayıcısının iç içe bulunduğu IDE (Integrated Development Environment) denilen türde derleyiciler kullanılır.
Derleme: Programlama dili ile yazılmış programın yazım hatalarının olup olmadığının kontrol edilmesini ve ara kod olarak obje kodun üretilmesini sağlama adımıdır. Bağlama: Derlenmiş ara kod diğer kütüphane ve parça programlarla birleştirilerek makine dilinde programın oluşturulması adımıdır. Ancak bazı IDE ortamlarda ve derleyicilerde derleme ve bağlama bir bütündür ve beraberce halledilirler. Programcının ayrıca bir bağlama işlemi yapması gerekmez. Çalıştırma: Oluşturulan makine dili programın çalıştırılması adımıdır. Yukarıdaki adımların hepsi yolunda gittiyse program sorunsuz olarak çalışabilmelidir.
Test: Programın mantıksal olarak test edilmesini sağlar ve içerik olarak her ihtimal için doğru sonuçlar üretip üretmediğini kontrol etmenizi sağlar. Yaşam döngüsünün sağlanması: Yukarıdaki akış çizgesi dikkat edilirse aslında bir döngüdür. Hatta test aşamasında sorun çıkmazsa bile sorunun tanımında yani ihtiyaçlarda bazı değişiklikler olursa adımlar baştan aşağı tekrar incelenmek zorunda kalınır. Bu çizgeye bir yazılımın yaşam döngüsü de denir. Bu çizimde yazılımın bakım süreci göz önüne alınmamıştır.
Hata yakalama ve Hata Ayıklama Bir programın bilgisayar başında geçen geliştirme süreci yukarıdaki gibidir. Alttaki kutucuklar hata durumlarını göstermektedir.
Syntax error: Yazılan programda programlama dili kurallarına aykırı bir takım ifadelerden dolayı karşılaşılabilecek hatalardır. Düzeltilmesi son derece basit hatalardır. Hatanın bulunduğu satır derleyici tarafından rapor edilir. Hatta bazı derleyiciler hatanın ne olduğunu ve nasıl düzeltilmesi gerektiğini dahi bildirebilirler. Bazen Syntax Error tipi hataları bağlama zamanında da ortaya çıkarabilir. Eğer bir derlemede Syntax Error alındı ise obje kod üretilmemiş demektir.
Soru: Bir derleyici hatanın nasıl düzeltileceğini bildirebildiğine göre kendisi niçin düzeltmemektedir? Run-time error: Programın çalıştırılması sırasında karşılaşılan hatalardır. Programcını ele almadığı bir takım aykırı durumlar ortaya çıktığında programın işletim sistemi tarafından kesilmesi ile ortaya çıkar. Bu tip hatalarda hata mesajı çoğunlukla işletim sisteminin dili ile verilir. Eğer bu tip hataları kullanıcı ele almışsa, program programcının vereceği mesajlarla ve uygun şekilde sonlandırılabilir.
Bu tip hataların nerelerde ve hangi şartlarda ortaya çıkabileceğini bazen kestirmek zor olabilir. Çoğunlukla işletim sistemi ve donanım kaynakları ile ilgili sorunlarda bu tip hatalar ortaya çıkar demiştik. Örneğin olmayan bir dosya açmaya çalışmak varolan bir dosyanın üzerine yazmaya çalışmak olmayan bir bellek kaynağından bellek ayırtmaya çalışmak, olmayan bir donanıma ulaşmaya çalışmak gibi.
Logical error: Karşılaşabileceğimiz en tehlikeli hatadır Logical error: Karşılaşabileceğimiz en tehlikeli hatadır. Programlama mantığında bir takım şeylerin yanlış düşünülmesinden kaynaklanır. Hata test aşamasında ortaya çıkar. Hesaplanması gereken veya bulunması gereken değerlerin eksik veya yanlış hesaplanması ile tespit edilir. Bu sorunun giderilebilmesi için tasarım hatta çözümleme aşamasına geri dönülmesi gerekebilir. Bazen bu hatanın nereden kaynaklandığını bulabilmek çok zor olmaktadır.
Bug: Logical error diyebileceğimiz mantıksal hatalara verilen adlar bug yani böcek olarak tanımlanmış olabilir. Bu tip hatalar eğer çok net değil ve zamanla ortaya çıkabiliyor ise veya nedeni çok net olarak anlaşılamamışsa bug diye adlandırılır. Gerek serbest yazılım gerek ticari yazılımların tümünde bug dediğimiz mantıksal hatalar bulunur. Çünkü hatasız program yazabilmek çok zordur. İlk seferde yazılan bir programın tamamen hatasız olmasını beklemek son derece hatalıdır. Günümüzde en meşhur yazılım firmaları bile yazılımlarında bug olduğunu kabul eder ve zaman zaman bu bugları giderebilmek için ya yazılımlarına yama yazılımı üretirler yada o yazılımın bir versiyonunu piyasaya sürerler.
Debug: Mantıksal hataları giderebilmek ve yazılımdaki bugları bulabilmek için yapılan işlemin adıdır. Genellikle yazılan programın adım adım ve denetim altında çalıştırılmasıdır. Programın her adımında ilgili değişkenlerin hangi değere sahip olduğunu görmeyi sağlar. Bu işlemi gerçekleştirebilmek için bazı IDE ortamlarında debugger dediğimiz yardımcı komut veya yazılım gereklidir.
Algoritmalar Bir bilgisayar programı aslında sıra düzensel olara tanımlanmış bir dizi komuttan başka bir şey değildir. Bu açıdan bizim yazmaya çalışacağımız programda bir dizi komut yani eylem topluluğudur. Her programda bu eylemler yazıldıkları sırada gerçekleştirilir veya çalıştırılırlar. Aslında bizim günlük hayattaki yaşantı tarzımız dahi düzenli olarak bir takım işlemlerin sıra ile yapılması şeklindedir. Yani bir iş yapabilmek için bir takım alt iş veya olayları peşpeşe gerçekleştiririz.
Algoritmanın tanımını daha önce vermiştik Algoritmanın tanımını daha önce vermiştik. Burada bu tanımı tekrar etmek faydalı olacaktır. Bir sorunu çözebilmek için gerekli olan sıralı mantıksal adımların tümüne algoritma denir. Bir algoritmadan beklenen bir takım özellikler olduğunu da yine daha önceki tanımlar bölümünde bahsetmiştik. Biz şimdi mümkün olduğu kadar bu tanım ve özelliklerden yola çıkarak örneklerle birkaç algoritma vermeye çalışacağız.
Öncelikle bir ev hanımının pasta yapmak istediğini varsayalım Öncelikle bir ev hanımının pasta yapmak istediğini varsayalım. Bu pastanın yapılabilmesi için gerekli bir takım işlemler ve alt adımlar bellidir. Bir ev sıra ile bu adımları uygulayarak bu pastayı yapar. Şöyle ki: 1. Pastanın yapımı için gerekli malzemeler hazırla 2. Yağı bir kaba koy 3. Şekeri aynı kaba yağın üzerine koy 4. Yağ ve şekeri çırp 5. Karışımın üzerine yumurtayı kır 6. Tekrar çırp 7. Kıvama geldi mi diye kontrol et 8. A. Kıvamlı ise 9.adıma devam et B. Değilse 6. Adıma dön. 9. Karışıma un koy
10. Karışıma vanilya kabartma tozu koy 11. Karışımı kıvama gelinceye kadar çırp 12. Pastayı kek kalıbına koy 13. Yeteri kadar ısına fırına pastayı koy. 14. Pişmiş mi diye kontrol et 15. A. Pişmişse 16.adıma devam et b. Değilse 14. Adıma dön 16. Keki fırından çıkart 17. Fırını kapat 18. Keki kapat 19. Kekin soğumasını bekle 20. Servis yap
Bu algoritma günlük hayattan bir örnektir Bu algoritma günlük hayattan bir örnektir. Gerçekte biz her işimizi algoritmik olarak yaparız ancak bunun farkına varmayız. Yukarıdaki algoritmayı inceleyecek olursak bir kekin yapılması için gerekli tüm adımlar sıra ile yer almış durumdadır. Gerçi algoritma anlatacağımız konuların daha iyi anlaşılabilmesi için biraz farklı ele alınmıştır ama gerçek bir pasta yapım aşamasını içerir. Bu algoritma ve diğer tüm algoritmalar için bilmemiz gereken bazı konular bulunmaktadır.
Her adım son derece belirleyici olmalıdır Her adım son derece belirleyici olmalıdır. Hiçbir şey şansa bağlı olmamalıdır. Belirli bir adım sonunda algoritma sonlanmalıdır. Algoritmalar karşılaşabilecekleri tüm ihtimalleri ele alabilecek kadar genel olmalıdır. Algoritmada algoritmanın genel işleyişini etkileyebilecek hiçbir belirsizlik olmamalıdır. ( Bu örnekte öyle bir belirsizlik var. Bir fırının yeteri kadar ısınabilmesi hangi koşula bağlıdır, bu fırın ne zaman açılmış olmalıdır ve kaç dereceye ayarlanmış olmalıdır gibi)
Algoritmada bazı adımlar yerdeğiştirebilir Algoritmada bazı adımlar yerdeğiştirebilir. Ancak bir çok adımın kesinlikle yerdeğiştiremeyeceğini bilmeliyiz. Yanlış sıradaki adımlar algoritmanın yanlış çalışmasına neden olacaktır. (9 ve 10. Adımlar değiştirilebilir. 2-3. Adımlar yerdeğiştirebilir) Ancak 13-16. Adımlar kesinlikle yerdeğiştiremezler. Peki bilgisayarda çözülecek bir sorunu nasıl algoritma ile ifade ederiz? Bunun için öncelikle bir sorun tanımlayalım. Başlangıçta basit olması için şöyle bir problem üzerinde düşünelim. Bilgisayara verilecek iki sayıyı toplayıp sonucu ekrana yazacak bir program için algoritma geliştirmek isteyelim.
Sorun son derece basit ancak sistem tasarımının net yapılabilmesi için sorun hakkında anlaşılamayan tüm belirsiz noktalar açıklığa kavuşturulmalıdır. Örneğin sayılar bilgisayara nereden verilecek? Klavye, dosya veya başka bir ortamdan. Bu ve buna benzer soru ve tereddütleriniz varsa sorun sahibine bunları sormalı ve sistem analizi yapmalısınız. Sonra bulacağımız çözümü algoritma haline dönüştürebiliriz.
BAŞLA A sayısını oku B sayısını oku TOPLAM= A+B işlemin yap TOPLAM değerini ekrana yaz SON
Biraz daha karmaşık bir sorun şöyle olsun: Klavyeden girilecek iki sayıdan büyük olanından küçük olanını çıkarıp sonucu ekrana yazacak program için bir algoritma geliştiriniz. A. BAŞLA B. A sayısını oku C. B sayısını oku D.Eğer A büyüktür B SONUC= A-B; değilse Sonuc= B-A E.SONUC değerini ekrana yaz F. SON
Gerçekte bir algoritma genellikle üç ana bölümden oluşur. Bunlar: 1- Algoritmanın giriş ve ilk işlemlerinin yapıldığı bölüm 2- Döngüsel bir bölümün olduğu kesim. Bu bölüm iterasyonlarla bir işlemin sürekli tekrar edilerek sonuca ulaşmayı sağlayan bölümdür. 3- Son işlemlerin yapıldığı bölümdür. Bu bölüm elde edilen sonuçların ekrana yazılmasını sağlayan bölümdür
7. Eğer X<=N ise 5.adıma git 8.T YAZ Örneğin bir klavyeden girilen bir n değerine kadar sayıları toplayan ve sonucu ekrana yazan bir algoritmayı geliştirelim. 1. BAŞLA 2. N oku 3. T=0 4. X=1 5. T=T+X 6. X=X+1 7. Eğer X<=N ise 5.adıma git 8.T YAZ
Bu algoritmalar oldukça basit algoritmalar olup algoritma kavramının yerleşmesini sağlayan örneklerdir.
AKIŞ ÇİZGELERİ Bir algoritmanın şekillerle görsel gösterimidir. Dikkat edildiyse algoritma doğal dille yazıldığı için herkes tarafından anlaşılamayabilir ya da istenmese de başka anlamlar çıkarılabilir. Ancak akış çizgelerinde her bir şekil standart anlam taşıdığı için farklı yorumlanıp anlaşılamaması mümkün değildir. Bir algoritmanın ifade edilmesi için kullanılan şekiller ve anlamları şöyledir:
Bu şekiller kullanılarak algoritma ile oluşturulan çözümler akış çizgelerine çevrilir.
ÖRN: Bu örnekte 1’ den N değerine kadar sayıları sayıları toplayıp ekrana yazan bir akış çizgesi çizilmiştir
ÖRN: Fibonecci sayılarının 100 e kadar olanlarını listeleyen akış çizgesidir.
ARİTMETİK VE MANTIKSAL İFADELER Bir takım işlemlerin yapılabilmesi için aritmetik işlemlerin nasıl tanımlandığını bilmeniz gerekir. Program akışının doğru bir şekilde sağlanabilmesi için bazı yerlerde karar verilmesi gereklidir. Bu kararların verilmesini sağlayacak mantıksal ifadeler bilgisayarlar tarafından yapılabilmelidir.
Aritmetik İfadeler Bir programın istenilen işleri yerine getirebilmesi için hesap yapabilmesi ve bu hesaplar sonucunda elde edilen değerleri saklayabilmesi gerekmektedir. Genel olarak tüm programlama dillerinde aritmetik işlemler şu şekilde tanımlanmıştır:
Bu tip bir gösterimde “değer” denilen kesim sabit bir değeri temsil eder. “Değişken ise içerisinde her an farklı bir değer tutabilecek bir tanım ifade eder. Aritmetik operatör ise aritmetik işlemin özünü oluşturan bir işleçtir.
Aritmetik operatör Kısaca dört işlem olarak da ifade edebileceğimiz işleçlerdir. Çoğunlukla dört tanedirler ve cebirde kullanılan öncelikleri aynı şekilde kullanırlar. * Çarpma işlemini gösteren işleçtir. Bölme ile eş önceliklidir. / Bölme işlemini gösteren işleçtir. Çarpma ile eş önceliklidir. + Toplama işlemini gösteren işleçtir. Çıkarma ile eş önceliklidir. - Çıkarma işlemini gösteren işleçtir. Toplama ile eş önceliklidir.
Temel olarak bu işleçler her programlama dilinde bulunur Temel olarak bu işleçler her programlama dilinde bulunur. Öncelikleri yukarıdaki sırada olduğu gibidir. Eş öncelikli aritmetik ifadeler bulunursa bu ifadelerde işlem soldan sağa doğru yapılır. Bu işlem önceliklerini değiştirmek için her programlama dilinde “(“,”)”(parantez aç-kapa) ifadelerini bulabilirsiniz. Bunlardan hariç olarak bazen üst alma operatörlerinden bahsedilebilir, bazen de mod operatörü ve tam bölme operatörü gibi değişik ve standart olmayan operatörler alabiliyor.
Aritmetik operand Aritmetik ifadelerde işleme giren tarafların her birine aritmetik operand yani aritmetik işlenen denir. Yukarıdaki tanımda DeğerIDeğişken ikilisinin her biri işlenen yani operand tanımını sağlar. Bir aritmetik ifadede de bir çift operand ve bir operatör minimum olması gereken ifadelerdir. Ancak daha fazla aritmetik işlenen ve işleç olabilecektir. Örneğin A*B+(12+B) işlemi de bir aritmetik ifadedir.
Değer aktarma deyimi Genellikle bir aritmetik ifade ile hesaplanan değer başka bir değişkene aktarılır. Bu işlem çoğunlukla “=” sembolü ile gerçekleştirilir. Ancak başka bir komut, sembol veya ifade ile de bu değer aktarılması yapılabilir.
Mantıksal ifadeler Bir değerin başka bir değer ile karşılaştırılması sonucu doğru veya yanlış sonuç elde edebilen ifadelerdir. Mantıksal operatörler ve karşılaştırma operatörlerinin değişik alternatiflerle bir araya gelmesinden oluşur şu şekillerde ifade edilir:
Karşılaştırma Operatörü İki değer veya aritmetik ifadeyi birbiriyle karşılaştırmayı sağlayan sembollerdir. = İki değerin eşit olup olmadığını karşılaştıran işleçtir. >,>= İki değerden soldakinin sağdakine oranla büyük olup olmadığını veya büyük eşit olup olmadığını kontrol eden operatördür <,<= İki değerden soldakinin sağdakine oranla küçük olup olmadığını veya küçük eşit olup olmadığını kontrol eden operatördür <> İki değerin farklı olup olmadığını karşılaştıran işleçtir
A>= 8 ifadesi A değişkeni içindeki değerin 8’ den büyük eşit mi diye karşılaştırır. A<> 12 ifadesi A değişkeni içindeki değer 12’den farklı mı diye karşılaştırır. Mantıksal Operatör Birden fazla mantıksal karşılaştırma deyiminin birleştirilmesini sağlayan işleçlerdir. VE, VEYA gibi ifadelerdir. Bu operatörler mantıksal ifadelerdir. Bu operatörler mantıksal ifadelerden iki veya daha fazlasının mantıksal doğruluk tablolarına göre birleştirilmesini sağlar.
VEYA için doğruluk tablosu P Q P VEYA Q D Y
VE için doğruluk tablosu P Q P VE Q D Y
Son mantıksal operatör DEĞİL operatörü olup tel işlenen alır ve aldığı işlenenin mantıksal değilini alır. Yani doğru olan değeri yanlışa yanlış olan değeri doğruya çevirir. P DEĞİL(P) D Y
Örneğin bir değişken içindeki değerin 1 ile 10 arasında olup olmadığını kontrol eden ifade şu şekildedir: (A>=1 VE A<=10). Bu tür ifadeler yazılırken dikkat edilmelidir. Örneğin (A>=1 VE A<=10) yerine (A>=1 VEYA A<=10) yazılması her zaman yanlış sonuç üretecektir. Yada (A=3 VE A=8) gibi bir ifade de asla doğru olmayacaktır.
Değişken ve Dizi Tanımlama Bilgisayarda yapılacak hesaplar sonucu elde edilecek değerleri ve dışarıdan bilgisayara girilecek değerler değişkenlerde tutulur. Değişkenler içlerinde tuttukları değerlerin türlerine göre sınıflandırılır. Bu değişkenler bazen basit şekilde olmaz kayıt yapısında ya da dizi yapısında olabilirler.
Sabit nedir? Programın her yerinde aynı değeri ifade eden değerlerdir. Değişkenlerde olduğu gibi sabitler de tür kavramına sahiptir. Yazılış tarzına bakarak sabitin türünü anlamak mümkündür.
Tam Sayı Sabitleri Sadece rakamlardan oluşan ifadelerdir. Bu tip sayıların içerisinde sadece rakam ve gerekiyorsa işaret sembolü olabilir. Aritmetik işlemlere girebilirler.(12, 1233,-3422 gibi)
Kesirli sayı sabitleri Rakam ve ondalık ayıracı olarak (.) nokta sembolü kullanılabilir. Ayrıca işaret sembolü olarak (-) kullanılabilir. Aritmetik işlemlere girebilirler. (3.14, 2.41, -2.11221) Dizgi Sabitleri Tırnak içerisinde yazılan her ifade dizgi sabiti olarak algılanır. Programlama dillerinde farklı tırnak sembolleri kullanılabilir. Çoğunlukla “ sembolü tercih edilir. Aritmetik işlemlere giremez. (“Malatya”, “merhaba”, “dünya”,”1322” gibi)
Değişken nedir? Her seferinde farklı değerler alabilen yapıdır. Programlarda değişkenleri kutu olarak sembolize ederek çözümlemek mümkündür. Değişkenler de sabitlerde olduğu gibi türlere sahiptir. Sabitlerdeki türler aynen geçerlidir.
Dizi nedir? Bazı durumlarda kullanım amacı aynı olan birden fazla, hatta oldukça fazla sayıda değişkene ihtiyaç duyulur. Bu tip bir durumda bu değişkenler tek tek tanımlanmak yerine bir ad altında indisle tanımlanırlar. Bu tanıma dizi denir. Bazı sorunların çözümü için bu tanımlar zorunludur. Mesela 1000 sayıyı sıralamak için basit değişken tanımlama işlemi başarısız olacaktır. Veya bir sınıf listesinin tümünü bilgisayarda tutmak isterseniz basit değişkenler uygun değildir.
Çoğunlukla bu tip bir tanımda dizinin bir adı vardır Çoğunlukla bu tip bir tanımda dizinin bir adı vardır. Erişmek istediğiniz dizinin eleman indis değeri ile bu dizi içerisinde istediğiniz elemana ulaşabilirsiniz. A Dizisi A(1) A(2) A(3) A(4) A(5) A(6) A(7) A(8) A(9) A(10) Bu dizi bu şekilde düşünülebilir. Her bir eleman yukarıdaki gibi isimlendirilir. Bunun bize sağlayacağı avantaj indis değerlerinin değişkenlerle ifade edilmesinde yatmaktadır. Yani tek bir satır komut ile tüm dizi elemanları mesela ekranda yazdırılabilir.
Algoritma Çalıştırma Bazen bir takım algoritmaların ne işe yaradığını anlamak veya algoritmanın doğru çalışıp çalışmadığını test etmek için algoritmayı çalıştırmak gereklidir. Algoritmayı çalıştırmak demek algoritmanın adımlarını sıra ile uygulamak, oluşan değişken değerlerini bir tablo üzerinde göstermek demektir
BAŞLA A OKU B OKU C OKU TOP= 0 SAY= A TOP = TOP + SAY SAY = SAY + C EĞER SAY<= B İSE 7.ADIMA GİT TOP YAZ SON
Şeklinde verilmiş bir algoritmamız olsun Şeklinde verilmiş bir algoritmamız olsun. Bu algoritma için A3, B12 ve C2 değerleri girilince SAY ve TOP değişkenlerinde hangi değerlerin oluşacağını algoritmayı adımlayarak gösterelim.
Değişkenlerinin her birinin değeri AÇIKLAMA A B C TOP SAY 3 12 2 6.adıma kadar programın ilk çalıştırılışında değişkenlerin elde ettiği değer 5 7.ve 8.adımların çalıştırılmasından sonra ki değerler 8 7 7.ve 8.değerler tekrar çalıştırılıyor 15 9 9<=12 olduğu için 7. Ve 8. Tekrar çalıştırılıyor. 24 11 11<=12 olduğu için 7. Ve 8. Tekrar çalıştırılıyor. 35 13 12<=12 olmadığı için algoritma 10. Satırdan çalışmaya devam edecektir. Ve 10.satırdaki ifadeden dolayı ekrana 35 değeri yazılacaktır.
Sayı Sistemleri Bir bilgisayar siteminde tüm bilgi kayıtları ve işlemleri elektriksel devreler üzerinden gerçekleştiği için tek bilinen gerçek elektrik akımının varlığı veya yokluğudur. Bu da matematiksel ve mantıksal olarak ikili sayılı sistemine karşılık gelir. Çoğunlukla ikili sayı sistemindeki 0 değeri elektrik olmadığını 1 değeri ise bir elektriksel gerilimin olduğunu anlatır. Bu iki sayısal değer (0 ve 1) ikili sayı sisteminin rakamlarıdır. Ve bilgisayarda oluşan tüm değer ve sonuçlar gerçekte bu rakamlar ile anlatılabilirler. Ancak bizim bu sayısal değerleri anlamamız zor olduğu için sayısal olarak onluk sayı sistemini kullanırız.
Tabandan tabana çevrim Böyle olunca sayıların gerektiği durumlarda tabandan tabana çevrilebilmesi gereklidir. İlköğrenim düzeyinde görmüş olabileceğiniz yöntemlere burada değinmekte fayda bulunmaktadır. Bu rakamların her biri bilgisayarda bit denilen alanlarda tutulmaktadır.
İkili sayı sisteminden onlu sayı sistemine çevrim Elimizdeki ikili sayının en sağındaki basamak sıfırıncı basamak olmak kaydıyla tüm basmaklarımız sola doğru numaralandırılır. Sonra her basamaktaki sayısal değeri 2basamak değeri ile çarpar ve bulunan tüm değerleri toplarız. 7 6 5 4 3 1 = 1*20 + 1*21 + 1*23 + 1*24 + 0*25 + 0*26 + 1*27 =1 +2 + 0 + 8 + 16 + 0 +0 128 = 155
Onlu sayı sisteminden ikili sayı sistemine çevrim Eldeki onlu sayı sürekli 2 değerine bölünerek işlem yapılır. Bölme işlemi en son bölümün 0 olduğu noktaya kadar devam eder. Elde edilen bölme tablosunda en son kalanlar sondan başa doğru yan yana yazılır ve sayının ikilik tabandaki karşılık bulunmuş olur.
Örneğin elimizde 156 gibi sayısal bir değer olsun. İşlem Bölüm Kalan 155/2 77 1 77/2 38 38/2 19 19/2 9 9/2 4 4/2 2 2/2 1/2 Sonuç kalan sütunundaki değerlerin aşağıdan yukarı dizilmesi ile 1 0 0 1 1 0 1 1 olarak elde edilir.
Diğer sayı sistemleri 0….X şeklinde bir dizi rakama sahip olan sayı sistemleri X+1’ li sayı sistemi olarak anılır. Örneğin 0…7 arasında rakamlarla ifade edilen sayı sistemi 8’ li sayı sistemidir. Bunun gibi bir programcının bilmesi gerekebilecek 16’ lı sayı sistemi vardır. Bu sistemde sayılar 0…9’ a kadar gider ve sonrasında A,B,C,D,E,F gibi rakamları da 10, 11, 12, 13, 14, 15 gibi değerleri ifade etmek için kullanılır. Bu sayı sistemleri haricinde 3’lü, 5’ li vb sistemler bulunabilir/bulunur. Ancak bir bilgisayar programcısı ikili, sekizli, onlu onaltılık sistemleri kullanır ve bu sistemlerden haberdardır.
Veri İşleme Bilgisayarımızda anlatmak, görmek, duymak istediğimiz her bilgi veya medya bilgisayar ortamında sayısal olarak saklanır. Bunların üzerinde yapacağınız işlemlerin çoğu da aslında matematiksel veya mantıksal işlemlerdir. Örneğin bir çizim bilgisayarda nokta nokta saklanır. İki boyutlu bir düzlem üzerinde (0,0) koordinatındaki noktanın rengi sayısal olarak verilir. Örneğin bu değer 0 ise renk 65555 ise renk beyazdır. Bu sayısal değeri değiştirerek (0,0) koordinatındaki noktanın rengini değiştirmiş olursunuz.
Aynen bu şekilde tüm bilgiler bilgisayar ortamında uygun sayısal veriler şeklinde tutulur. Yapılacak işlemler bu verilerin üzerinde matematiksel ve mantıksal yollarla yapılan işlemlerdir. Bir resmin büyültülüp küçültülmesi resimlerin üzerine efekt eklenmesi, ses efektlerinin eklenmesi video görüntülerinde istenilen ekleme ve çıkarmaların yapılması, bir nesnenin üç boyutlu görüntüsünün elde edilip hareket kazandırılması gibi onlarca konu veri işleme esaslarına dayanan hesaplamalarla elde edilir. Bu tip kavramların her biri için internetten algoritma vb. aratılıp kullanılabilir.
Algoritma örnekleri ve sorular
Soru Klavyeden girilecek X değerinden N değerine kadar tüm doğal sayıları listeleyen algoritmayı geliştiriniz. Çözüm: X değişkeni ve N değişkeni klavyeden girilecek olup X’ den N’ e kadar elde edilecek her bir değer ekrana yazılacaktır. X OKU N OKU X YAZ X=X+1 EĞER X<=N İSE 3.ADIMA GİT SON
Soru Klavyeden girilecek bir N değerine kadar fibonecci dizisini bulan algoritmayı geliştiriniz. Fibonecci dizisi 1 1 değerleri ile başlar ve yeni değer kendinden bir öndeki iki değerin toplamı olarak bulunur. (1 1 2 3 5 8 13 21…) Çözüm: Fibonecci dizisi a, b, c şeklinde 3 değişken ile hesaplanabilecek bir dizidir. Çünkü sürekli a ve b toplanarak c üretilir ve sonra bu a,b, c değişkenleri kaydırılır.
N OKU A=1 B=1 A, B YAZ C= A+B EĞER C> N İSE 11.ADIMA GİT C YAZ A=B B=C 5.ADIMA GİT SON
Soru Klavyeden girilen bir sayının tüm tam bölenlerini bulup listeleyen (ekrana yazan) bir algoritma geliştiriniz. Çözüm: Bu örneği çözebilmek için böleni kalma operatörünün varlığını kabul edeceğiz. Bu amaçla C dilinde kullanılan % operatörünü kalanı bulma operatörü olarak kullanacağız. N OKU X=1 EĞER N%X =0 İSE YAZ X= X+1 EĞER X<=N İSE 3. ADIMA GİT SON
Soru Klavyeden girilen üç sayıdan büyüklük sıralamasına göre ortadakini bulup ekrana yazan program için algoritma yazınız. Çözüm: Bu algoritma üç sayının klasik yollarla sıralanmasını yada büyüklük sıralamasının bulunmasının ne denli zor olduğunu anlatmaya çalışan bir örnektir. A, B, C OKU EĞER A>B VE B>C İSE B YAZ EĞER C>B VE B>A İSE B YAZ EĞER B>A VE A>C İSE A YAZ EĞER C>A VE A> B İSE C YAZ EĞER B>C VE C>A İSE C YAZ SON
Soru Klavyeden girilen A ve B gibi iki sayının bölme işlemi kullanmadan sadece toplama ve çıkarma kullanarak kalanlı bölme yapan algoritmayı yazınız. Çözüm: Bu örnek çok eski işlemcilerde çarpma işleminin tanımlı olmadığı durumlar için çarpma yada bölme yapmak amacıyla kullanılan algoritma olarak karşımıza çıkmıştır.
A, B OKU BOLUM=0 KALAN=0 EĞER A<B İSE KALAN A, 8.ADIMA GİT A=A-B BOLUM=BOLUM+1 4.ADIMA GİT BOLUM, KALAN YAZ
Soru Sıfır-0 girilinceye kadar klavyeden okutulan değerlerin ortalamasını hesaplayıp ekrana yazan algoritmayı geliştiriniz. Çözüm: Bu örnekte bir toplam değerini tutabilecek iki değişkene ihtiyaç vardır. Klavyeden girilen her değer sıfır ile karşılaştırılacak değilse işleme devam edilecektir. Sıfır ise ortalama hesaplanıp ekrana yazılacaktır.
T= 0 SAY= 0 X OKU EĞER X=0 İSE 8.ADIMA GİT T=T+X SAY=SAY+X 3.ADIMA GİT ORT= T/SAY ORT YAZ
Soru Klavyeden girilecek 20 sayının tek olanlarını ayrı çift olanlarını ayrı toplayıp sonuçları ekrana yazan algoritmayı geliştiriniz. Çözüm: Bu algoritma yine % operatörünün kalanı bulan operatör olarak kullanılacağını varsayıyoruz. Çünkü bu algoritmada bir sayının çift mi tek mi olduğunu anlamak ancak ve ancak o sayının ikiye bölümünden kalanın 1 mi 0 mı olduğuna bağlıdır.
ÇİFT= 0 TEK= 0 SAY= 0 X OKU SAY=SAY+1 EĞER X%2=0 İSE ÇİFT=ÇİFT+X DEĞİLSE TEK=TEK+X EĞER SAY< 20 İSE 4.ADIMA GİT TEK, ÇİFT YAZ
Soru Bir n değeri için şeklindeki fonksiyonun değerini hesaplayıp ekrana yazan algoritmayı geliştiriniz. Çözüm: Bu algoritma oldukça basit bir şekle sahip olup benzer şekildeki tüm fonksiyonları küçük değişikliklerle rahatça hesaplayabilecek bir algoritmadır. Sadece 4. Adımı değiştirerek oldukça fazla sayıda algoritma veya sorun türetilebilir.
N OKU F= 0 X= 1 F= F+1/ (X*X) X=X+1 EĞER X<=N İSE 4.ADIMA GİT F YAZ
Soru şeklindeki bir fonksiyon için f(x)>=kk şartını sağlayan en küçük n değerini bulabilecek bir algoritma geliştiriniz. Kk ve n değerlerinin klavyeden girildiğini düşünelim. KK OKU N OKU F=0 X=1 F=F+1/(X*X) X=X+1 EĞER F<KK İSE 5.ADIMA GİT F, X YAZ
C PROGRAMLAMA DİLİ C ve C++ adını bilgisayarla az çok ilgili olan herkes en az bir kez duymuş olup mühendislikte önemli bir yeri vardır. Bilgisayar çok basit düşündüğümüzde üç ana görevi yerine getirir. Girilen bilgiyi alır (INPUT), işler (PROCESSING) ve bu işlenmiş veriden ve bu işlenmiş veriden bir sonuç (OUTPUT) çıkarır. Bilgisayar sadece donanım olarak çalışmaz.
Çünkü yazılım olmadan donanım ne yapacağını bilmez Çünkü yazılım olmadan donanım ne yapacağını bilmez. Yapacağı görevleri ona anlatan komutlara program diyebiliriz. Ancak programcı bilgisayarın bütün özelliklerini bilmesi gerekmez. Yani yazacağınız bir program için o bilgisayarın özelliklerini bilmeseniz de olur.
Bilgisayarın anladığı tek dil makine dilidir Bilgisayarın anladığı tek dil makine dilidir. Bu 16’ lık (hexadecimal) sistemden oluşan bu programlama tipidir. Makine dilini anlamak zordur ve bu dili kullanmak için o bilgisayarın donanım özelliklerini mutlaka bilmek gerekir. C de ekrana yazı yazmanızı sağlayan “printf();” gibi çok basit bir fonksiyon, makine dilinde 1 A BB 0D BC D5 FF C2 F7 gibi çok daha karmaşık ve hiçbir anlam ifade etmeyen bir hale dönüşür. Makine dili programlama dilleri arasında en alt seviyedir.
Makine dilinden sonra “Assembler Dili” gelir Makine dilinden sonra “Assembler Dili” gelir. Makine dilinin kullanma zorluğu ve karmaşası üzerine geliştirilen “assembler” daha basir bir yapıdadır. Ama yinede C ile mukayese ederseniz çok daha zordur ve kullandığınız bilgisayarın donanımına dair halen bilgiye gereksinim duyarsınız. Aşağıdaki assembler e bir basit kodlama örneği verilmiştir.
SEGMENT COM WORD PUBLIC ‘CODE’ ASSUME CS: COMDS: COM ORG 100H ENTRY: MOV DVX, OFFSET MSG MOV AH, g .
C, orta seviye bir programlama dilidir C, orta seviye bir programlama dilidir. Bunun anlamı, hem yazması kolay, hem de üst seviye dillere göre daha çok erişim hakkınızın olduğudur. Üst seviye programlama dilleri ise BASIC, PASCAL gibi dillerdir. Üst seviye dillerde yazılım göreceli olarak daha kolay olsa da özellikle mühendislikte C ile yapabileceklerimiz daha çoktur.
Program yazmak için ne gerekir? Program yazmak için Windows’un not defterini veya Linux’ ta Gedit, Kwrite gibi bir program bile kullanabilirsiniz. Önemli olan yazılan programın derlenmesidir. Derlemeye “compile” ve derleme işini yapan derleyici ise “compiler” denir. C çin internet üzerinden birçok compiler bulabilirsiniz. Burada program uygulamaları GCC üzerindendir. GCC gelmiş geçmiş en iyi derleyicilerden biri olduğu için özgür yazılımdır. Richard Stallman tarafından açık kaynak koduyla sunulmuştur ve istenildiği taktirde sonuna kadar değişiklik yapma imkanınız vardır.
Şayet Windows işletim sisteminiz varsa GCC kurmanız biraz sıkıntılı olabilir. Ancak basit bir Google araştırmasıyla, Bloodshed DEV-C++ adında br program ile C uygulamalarını gerçekleştirebilirsiniz.
Algoritma Geliştirmek C dilini ve komutlarını öğrenmek programlamaya başlamak için şarttır ama algoritma oluşturmadığınız müddetçe bir program oluşturamazsınız. Algoritma mantıktır. Yani neyi nasıl yapacağınızı belirler. Algoritma programlamanın belkemiğidir. C dilinde kullanılan komutlar BASIC veya FORTRAN gibi başka dillerde işe yaramaz. Programlama mantığı iyi öğrenilirse C komutlarının yerine pekala başka dillere ait komutları da öğrenebilir ve büyük zorluk çekmeden diğer dillerde de program yazabilirsiniz.
Temel Giriş/Çıkış işlemleri (BASIC I/O): C ile ilgili olarak bu ve önümüzdeki yazılarda birçok komut ve fonksiyon göreceğiz. Ama hep kullanacağımız ve ilk öğrenmemiz gerekenler temel giriş çıkış fonksiyonlarıdır. C de klavyeden bir değer alabilmek için scanf(); fonksiyonunu kullanırız. Ekrana herhangi bir şey yazdırmak içinse printf(); fonksiyonu kullanılır.
Bir örnekle görelim; #include<stdio.h> int main( void ) { Printf(“hello world”); }
Eğer bunu derleyicinizde yazıp derlerseniz ve sonrasında çalıştırırsanız ekrana “hello world” yazacaktır. #include<stdio.h> standart giriş çıkış başlık dosyasını, programa dahil et gibi bir anlam taşır. C’ de (ve hemen hemen bütün programlama dillerinde) bir kütüphaneyi dahil etmek rutin bir iştir. Aksi halde giriş çıkış fonksiyonlarını dahi her seferinde bizim baştan tanımlamamız gerekirdir.
main(); bir programdaki ana fonksiyondur main(); bir programdaki ana fonksiyondur. Ondan sonra gelen ayraç standarttır. Bir bloğu temsil eder. İki ayraç işareti arasındaki alan main fonksiyonuna ait bir bloğu oluşturur. printf ise yazdığımız metini ekrana bastırmaya yarayan standart bir fonksiyondur. Çift tırnak işaretleri içerisine yazdığımız her şey printf sayesinde ekrana basılır.
Her satır sonuna noktalı virgül koyduk Her satır sonuna noktalı virgül koyduk. Aslında her satır değil her komuttan sonra noktalı virgül koyduğumuzu söylemek daha doğru olacaktır. Çünkü noktalı virgül C dilinde komut ayıracı anlamına gelir. Şimdi yukarıda yazdığımız basit programı geliştirelim:
#include<stdio.h> int main( void ) { printf(“hello world\n”); printf(“merhaba dünya”); return 0; } Burada birkaç yeni satır görüyorsunuz. Sırayla ne olduklarını açıklayınız. Az önce yazdığımız “hello world” yazısının sonuna “\n” ekledik.
“\n” bir alt satıra geç anlamına geliyor “\n” bir alt satıra geç anlamına geliyor. Eğer “\n” yazmazsak, ekranda “hello worldmerhaba dünya” şeklinde bir yazı çıkar. “\n” kullanırsak, “hello world” yazıldıktan sonra bir alt satıra geçilir ve ikinci satıra “merhaba dünya” yazdırılır. En altta “ return 0;” adında yeni bir komut olduğuna dikka edelim. Bunu eklemezseniz program yine çalışır ancak uyarı verir. Çünkü main fonksiyonu geriye bir tamsayının dönmesini beklemektedir. Yazmış olduğumuz return ifadesiyle bu uyarılardan kurtulabilirsiniz. Burada detayına girmek için henüz erken olup return konusuna ileride detaylı olarak değineceğiz.
Yukarıdaki programın aynısını şöyle yazabilirdik; #include<stdio.h> int main( void ) { printf(“hello world”); printf(“\n merhaba dünya”); return 0; } Bir önce ve şimdi yazdığımız programları ekran çıktısı aynıdır. Bu örnekle anlatmak istediğim, printf() fonksiyonunda ‘\n’ konulan yerden sonrasının bir alt satıra düşeceğidir.
#include<stdio.h> int main( void ) { printf(“hello world\n merhaba dünya”); return 0; } Gördüğünüz gibi tek bir printf(); kullanarak aynı işlemi yaptırdık.
Varsayalım ki ekrana çok uzun bir cümle yazmamız gerekti. Örneğin; #include<stdio.h> int main( void ) { printf(“benim adım Çağatay Çebi ve yazılım mühendisiyim.\n”); return 0; }
Bu yazdığımız program hata vermemesine karşın çalışma verimini azaltır Bu yazdığımız program hata vermemesine karşın çalışma verimini azaltır. Çünkü yazacaklarınız editör penceresine sığmazsa yazılanı okumak daha zahmetli olur. Önemsiz bir detay gibi gelebilir, ama kod yazma verimini ciddi oranda düşüreceğinden emin olabilirsiniz.
Bu programı aşağıdaki gibi yazmamız daha uygundur: #include<stdio.h> int main( void ) { printf(“benim adım” “ Çağatay Çebi” “ve yazılım mühendisiyim.\n”); return 0; }
Tek bir printf(); fonksiyonu kullanılmıştır Tek bir printf(); fonksiyonu kullanılmıştır. Ancak alt alta yazarak, metni tek seferde görülebilir hala getirdik. Programı derleyip çalıştırırsanız alt alta üç satır yazılmaz. Cümle bütün olarak gösterilir ve bir önce ki örnekle tamamen aynıdır. (Satırların alt alta görünmesini isteseydik; daha önce bahsettiğimiz gibi ‘\n’ koymamız gerekirdi)
Ekrana, Ali:”Naber, nasılsın. ” dedi Ekrana, Ali:”Naber, nasılsın?” dedi. Şeklinde bir yazı yazdırmamız gerekiyor diyelim. Bu konuda ufak bir problem yaşayacağız. Çünkü pirintf(); fonksiyonu gördüğü ilk iki çift tırnak üzerinden işlem yapacaktır. Böyle bir şeyi ekrana yazdırmak için aşağıdaki gibi bir program yazmamız gerekir:
#include<stdio.h> int main( void ) { printf(“Ali:\”Naber, nasılsın?\dedi.\n”); return 0; }
printf(); fonksiyonunun kullanımı böylece iyice anlaşıldığını sanıyoruz. Şöyle özetlersek; printf( yazıp sonra çift tırnak açıyor, yazmak istediklerimizi yazıyor, çift tırnağı sonra da parantezi kapatıyor, sonuna noktalı virgül ekliyoruz. Alt satıra geçmek içinse yazdıklarımızın sonuna ‘\n’ ekliyoruz. Çift tırnaklı bir şey kullanmak içinse \”…\” kullanıyoruz. scanf(); fonksiyonu ise başta bahsedildiği gibi giriş (INPUT) fonksiyonudur.
3 nisan notları eklenencek
Kodlarınıza açıklama koymak Yazılım mühendislerinin en büyük sıkıntısı kod yazmak değildir. Yazılmış bir kodu okuyup anlamak –hele ki büyük bir projeden söz ediyorsak- asıl başınıza bela olacak konudur. Bundan korunmak için kodlarımıza açıklama/yorum koyarız. .
C programlama dilinde iki şekilde açıklama koymak mümkündür C programlama dilinde iki şekilde açıklama koymak mümkündür. Bunlardan bir tanesi satır bazında yapılır. Diğeriyse belirli bir bloğu yorumlamaya yarar. Compiler her iki şekilde de açıklama olarak belirlemiş yerleri işlemeyecektir. Aşağıdaki örnekte satır ve blok olarak nasıl kodlarınıza açıklama getirebileceğinizi görebilirsiniz
/*Çok satırlı bir açıklama. Yıldızlar arasında kalan bütün alan, yorum olarak değerlendirilir ve derleyici (compiler) tarafından işlenmez. */ #include<stdio.h> int main (void) { //Tek satırlık bir açıklama. printf (“Hello World\n”); }
Cast Operatör Cast operatör’ ü şu şekilde açıklayabiliriz. Bir değişken tipini örneğin (Tamsayı-int), bir başka tipe (virgüllü sayı-float) gibi dönüştürmek isterseniz, o zaman Cast operatör kullanırız. Aşağıdaki kodu yazıp derleyin.
#include<stdio.h> int main (void) { int bolunen = 12, bolen=8; float bolum; bolum=bolunen/bolen; printf(“Sonuc:%f\n”, bolum); return 0; }
Program çıktısı; “Sonuc:1.000000” olacaktır. Normalde 1.5 çıkmasını beklediğiniz sonucun 1.000000 çıkmasının nedeni casting kullanmamızdır. Bir tamsayıyı, bir başka tamsayıya bölerseniz sonuç bir başka tamsayı çıkar. Ve C programlama dili bir virgüllü sayıyı tamsayıya atamaya kalktığınızda herhangi bir yuvarlama işlemi yapmadan virgülden sonrası atar.
Elimizdeki bu bilgiye göre programımızı tekrar yazalım. #include<stdio.h> int main( void ) { int bolunen = 12, bolen= 8; float bolum; bolum= (float)bolunen/bolen; printf(“Sonuc: %f\n”, bolum); return 0; } Cast operatör şu şekilde kullanılmalıdır: degisken_1= (tip)degisken_2;
Elimizdeki bu bilgiye göre programımızı tekrar yazalım. #include<stdio.h> int main( void ) { int bolunen = 12, bolen= 8; float bolum; bolum= (float)bolunen/bolen; printf(“Sonuc: %f\n”, bolum); return 0; } Sonuç beklediğimiz gibi 1.5 çıkacaktır.
Aşağıdaki örneği inceleyelim. #include<stdio.h> int main( void ) { printf (“Sonuc: % f\n”, 2 / 4); return 0 }
Öğrendiğimiz üzere, bunun da sonucu 0. 5 yerine, 0 olarak gözükecektir Öğrendiğimiz üzere, bunun da sonucu 0.5 yerine, 0 olarak gözükecektir. Sonucu doğru yazdırmak için (float)2/4 şeklinde yazmanız yeterlidir. Ancak basit bir yöntem olarak 2/4.0 veya 2.0/4 yazarsanız yine aynı sonucu elde edersiniz. Çünkü bu durumda sayılardan bir tanesi float olmaktadır.
Kullanılan değişken tiplerinden hangisi büyükse, sonuç o değişkenin tipine döner. Yüksek değişken bellekte daha fazla yer kaplamaktadır. Bunun bir sonucu olarak da domine eden o’ dur. Değişkenlerin büyüklüğü daha önce verilmişti, ancak hatırlamak açısından aşağıya bakabilirsiniz. (DÜŞÜK) char<-> int <-> long <-> float <_> double (YÜKSEK) Çıkan sonucu daha düşük bir değişken tipine atamaya kalkarsanız o zaman veri kaybı yaşanır. Ve örneğin float 1.5 olan sonucu int değişkene 1.0 olarak kaydedilir.
Öğrendiklerimizin pekişmesi için bir program yazalım Öğrendiklerimizin pekişmesi için bir program yazalım. Bu programda, klavyeden girilen, bir virgül sayının, yuvarlanıp, tam sayı olması gösterilsin.
#include<stdio.h> int main (void) { float girilen sayı; printf (“lütfen bir sayı giriniz>”); scanf(“%f”, &girilen_sayı); printf(“Sayının yuvarlanmış hali: %d\n”, (int)(girilen_sayı+0.5); return 0; }
Koşullu (Conditional) İfadeler Bilgisayarda yapılan bütün mantıksal işlemler kaba bir temele dayanır. Şartlar sağlandığı halde yapılacak işlemler belirlenir. Ve şartlar sağlandığında bu işlemler yapılır. Şartların kontrol edilmesini, C (ve daha birçok) programlama dilinde if operatörü kullanarak yaparız.
İf operatörünün genel kullanım yapısı şu şekildedir: if ( koşul ) { komut (lar) } Eğer if’ in altında birden çok komut varsa ayraç işareti (veya küme parantezi) koymamız gerekir. Şayet if’ ten sonra, tek komut bulunuyorsa, ayraç koyup koymamak size kalmıştır. Zorunluluğu yoktur.
Örnek bir program yazalım Örnek bir program yazalım. Bu programda kullanıcının klavyeden, bir tam sayı girsin. Ve bizde girilen sayı, 100’ den büyükse ekrana yazdıralım: #include<stdio.h> int main (void) { int girilen sayı; printf(“Lütfen bir tam sayı giriniz>”); scanf(“%d”,&girilen_sayi); if( girilen_sayi>100) printf(“Girilen sayı 100’den büyüktür\n”); return 0; }
if-else: Bazı durumlarda bir koşulun doğruluğuna göre sonuç yazdırmak yetmez. Aksi durumda da ne yapacağımızı bilmek isteriz. Bunun için if-else yapısını kullanırız. Bu yapı şu şekildedir: if( koşul ) { komut(lar) } else {
Önce ki yazdığımız programda sonuç 100’ den büyük olduğunda ekrana çıktı alıyorduk. Burada bu programa bir özellik daha ekleyelim ve 100’ den küçükse bunu da söyleyen bir yapıyı oluşturalım.
#include<stdio.h> int main (void) { int girilen sayı; printf(“Lütfen bir tam sayı giriniz>”); scanf(“%d”,&girilen_sayi); if( girilen_sayi>100) printf(“Girilen sayı 100’den büyüktür\n”); else printf(“Girilen sayı 100’den küçüktür\n”); return 0; }
Örnekte gördüğümüz gibi, bir koşulun doğruluğunu program kontrol ediyor ve buna doğru olursa, bazı işlemler yapıyor. Şayet verilen koşul yanlışsa o zaman daha başka bir işlem yapıyor. Ancak ikisini de yapması gibi bir durum söz konusu değildir. Aşağıdaki akış diyagramlarında (floxchart) her iki durumu da görebilirsiniz.
İlişkisel (Relational) Operatörler Koşullu operatörlerde koşulun doğruluğunu kontrol ederken kullandığımız ilişkisel operatörler aşağıda verilmiştir: < Küçüktür > Büyüktür == Eşittir <= Küçük eşittir >= Büyük eşittir != Eşit değildir
Birleşik (Compound) Operatörler Bazı durumlarda, kontrol edeceğimiz koşul, tek bir parametreye bağlı değildir. Örneğin, bir kişinin yaşının 65’ ten küçük olup olmadığına bakabiliriz. Ama 65’ ten küçük ve 18 yaşından büyük olup olmadığına karar vermek istersek, o zaman birleşik/birleştirici operatörler kullanmamız uygun olacaktır. Compound operatörler aşağıdaki gibidir:
&& and ve I I or veya ! not tersi Bu operatörlerin mantıksal (logical) doğruluk tablosu da şu şekildedir: p q p&&q p I I q !p 1
İç İçe geçmiş ( Nested) ifadeler Daha önce ki kısımlarda koşullu ifadeleri görmüştük. Hatırlatmak için tekrar edersek, if ile bir ifadeyi kontrol ediyor ve doğruysa buna göre işlemler yapıyorduk. Bir de if-else yapısı vardı. İf-else yapısında da koşulu gene kontrol ediyor doğruysa if bloğunun altında kalanları yapıyorduk; yanlışsa else bloğunda olan kodlar işleme alınıyordu. Son derece basit bir mantıkla kurulmuş bu yapıyla yapılamayacak kontrol yoktur, ancak böyle durumlar da vardır ki if-else yapısı yeterli verimliliği sunamaz.
Diyelim ki birden fazla kontrol etmeniz gereken bir durum oluştu Diyelim ki birden fazla kontrol etmeniz gereken bir durum oluştu. Hatta örnek vererek konuyu daha somutlaştıralım. İstenilen bir programda klavyeden size yaş bilgisi veriliyor. Siz de bu bilgiye göre yaş 18’ den küçükse çocuk, 18-30 yaş arası genç, 30-50 orta yaş diye bir mesaj bastırıyorsunuz.
Şimdi bunu sadece if yapısıyla kuruyor olsaydık her seferinde yaşın uygun aralıklara düşüp düşmediğini kontrol eder ve ona göre sonucu ekrana bastırırdık. Ama bu son derece verimsiz bir yöntem olurdu. Çünkü zaten yaş bilgisinin genç olduğuna dair bir karar vermişsek sonrasında bunu yaşlı olup olmadığını kontrol etmenin bir anlamı olmayacaktır.
İf-else if merdiveni İf-else if merdiveni doğru bir şey bulduğu zaman kontrolü orada keser ve diğer koşulları kontrol etmeden blok sonlandırılır. Aşağıda bu yapının akış diyagramını bulabilirsiniz:
İf-else if yapısı İf (koşul 1) { Komut(lar) 1 } Else if (koşul 2) { . Else if (koşul n) { Komut(lar) n Else {
if-else if akış diyagramı
İf-else if ile söylenebilecek son bir şey sonundaki else dir İf-else if ile söylenebilecek son bir şey sonundaki else dir. Else koymak zorunlu değildir. Ancak hiçbir koşula uymayan durumla karşılaştığınızda, else devreye girer. Örneğin yukarıda anlatıp kodunu vermiş olduğumuz programda, belirtilen yaş aralıklarında değer girilmezse hiçbir şey ekrana bastırılmayacaktır. Çünkü programa tanınmayan yaş aralığında ne yapılacağı öğretilmemiştir. Şimdi bu durumu da içerecek şekilde programımızı if-else if yapısıyla yazalım:
#include<stdio.h> int main (void) { int girilen_yas; printf(“lütfen yaşınızı giriniz>”); scanf(“%d”, &girilen_yas); if(girilen_yas < 18) printf(“Daha çocuk yaştasınız, hayatın başındasınız.\n”); else if (girilen_yas> 18 && grilen_yas <= 30 ) printf(“Gençliğin güzelliğin başka!\n”); else if (girilen_yas> 30 && grilen_yas <= 50 ) printf(“Hepsini boşverin, olgunluk orta yaşta başlar!\n”); else printf(“HATA: Girilen yaş tanımlı değildir!\n”); return 0 }
Switch-case İf-else if yapısına oldukça benzerdir. Ancak aralarında iki fark vardır. Birincisi bu yapıda aralık değeri girmezsiniz. Direkt olarak ifadelerin bir şeylere eşit olup olmadığına bakarsınız. İkinci farksa switch-case yapılarında illa ki uygun koşulun sağlanmasıyla yapının kesilmek zorunda olmayışıdır. “break” komutu kullanmadığınız taktirde diğer şartların içindeki işlemleri de yapma imkanınız olabilir. Switch-case en tepeden başlayarak şartları tek tek kontrol eder.
Uygun şart yakalanırsa bundan sonraki ifadeleri kontrol etmeden doğru kabul eder. Ve şayet siz break koymamışsanız eşitlik uygun olsun olmasın alt tarafta kalan case lere ait komutlarda çalıştırılacaktır. İf-else if ise daha önce söylemiş olduğumuz gibi böyle değildir. Uygun koşul sağlandığında yapı dışına çıkılır. switch case yapısındaki durumu aşağıdaki tabloda görebilirsiniz.
switch (değişken) { casesabit 1: komut(lar) [break] casesabit 2: komut(lar) 1 . casesabit N default: komut(lar); }
Switch case akış diyagramı
Yapı olarak şimdiye kadar görmüş olduğumuz if else gibi gözükmese de bir örnekten sonra arasında pek fark olmadığını göreceksiniz. Her komut sonunda koyulan break komutu zorunlu değildir ve o yüzden köşeli parantezle belirtilmiştir. Break koyduğunuz taktirde uygun koşul sağlandıktan sonra daha fazla kontrol yapılmayacak ve aynen if-else if yapısında olduğu gibi program orada kesilecektir.
Ama break koymazsanız altında kalan bütün işlemler bir sonra ki break’ a kadar yapılacaktır. Kodun sonunda görmüş olduğunuz default komutu if-else if yapısında ki sonuncu else gibidir. Uygun hiçbir şart bulunamazsa default komutu çalışır.
Şimdi bir örnekle pekiştirelim: Bir not değerlendirme sistemi olsun Şimdi bir örnekle pekiştirelim: Bir not değerlendirme sistemi olsun. 100-90 arası A, 89-80 arası B, 79-70 arası C, 69-60 arası D, 59 ve altıysa F olsun. Eğer 100’ den büyük veya negatif bir sayı girilirse, o zaman program hatalı bir giriş yapıldığı konusunda bizleri uyarsın. Bunu şimdiye kadar öğrendiğimiz bilgilerle if-else if yapısını kullanarak rahatlıkla yanıtlayabilirsiniz. Ama şu an konumuz switch-case olduğundan aşağıda bunun cevabını öyle verelim.
#include<stdio.h> int main (void) { int not; printf(“Lütfen notu giriniz>”); scanf(“%d”,¬); switch (not / 10 ) { case 10: case 9: printf (“NOT: A\n); break; case 8: printf (“NOT: A\n); break; case 7: printf (“NOT: A\n); break; case 6: printf (“NOT: A\n); break; case 5: case 4: case 3: case 2: case 1: case 0: printf (“NOT: F\n); break; default: printf(“HATA: Bilinmeyen bir değer girdiniz!\n”); } return 0
Algoritmaya bakalım: Önce sayıyı alıyor ve 10’ a bölüyoruz Algoritmaya bakalım: Önce sayıyı alıyor ve 10’ a bölüyoruz. Yani girilen not 5 ise 5.7 sonucunu elde ediyoruz. Ancak iki tam sayının sonucu bir virgüllü sayı veremez, tıpkı işleme giren değişkenler gibi tam sayı olarak döner. Dolayısıyla bilgisayarı elde edeceği sonuç 5.7 değil sadece 5’ tir. Switch cae yapısında koşullar yukarıdan başlayarak kontrol ediliyor. Case 5’ e gelindiğinde eşitlik sağlanıyor. Ama break olmadığından case 0’ a kadar bu böyle sürüyor. Ve case 0’ da ekrana bie çıktı alıp sawitch case yapısı break ile sonlandırılmaktadır.
Switch-case if-else if yapısının sunduğu esnekliğe sahip değildir Switch-case if-else if yapısının sunduğu esnekliğe sahip değildir. Daha çok menü olarak sunulacak işlerde kullanılır. Örneğin unix’ in ünlü listeleme komutu ls içerisinde verilen parametrelerin kontrolü switch case kullanılarak sağlanmıştır. Open solaris, Free BSD veya Linux kodlarını incelerseniz bunun gibi yüzlerce örnek bulabilirsiniz.
Artırma (Increment) ve azaltma (decrement) işlemleri Daha önce ki bölümlerde aritmetik işlemlerden bahsetmiştik. Bunların dışında yapabileceğimiz şeylerden biri artırma ve azaltma işlemleridir. Eğer i adında bir değişkenin değerini bir artırmak isterseniz, i=i+1 olarak yazarsınız. Veya 1 azaltmak isterseniz benzer şekilde i=i-1 de yazabilirsiniz. Artırma ve azaltma işlemleri bu olayı daha basit bir forma sokmaktadır. İ=i+1 yerine i++ veya i=i-1 yerine i—yazabilirsiniz.
Artırma ve azaltma işlemleri temelde iki çeşittir Artırma ve azaltma işlemleri temelde iki çeşittir. Birinci yöntemde yukarıda yazdığımız gibi artırma /azaltma sonradan yapılır. İkinci yöntemdeyse artırma/azaltma ilk başta yapılır. Şimdi aşağıdaki örneklere bakalım:
/* Bu programda artırma ve azaltma işlemleri önce yapılacaktır. */ #include < stdio.h> int main (void) { int i =10, j=60; printf(“i=%d ve j=%d\n”, ++i, --j); return 0 }
Yukarıda programı yazar ve çalıştırırsanız elde edeceğiniz çıktı şu şekilde görünecektir: i = 11 ve j= 59 Çünkü artırma ve azaltma işlemleri ekrana bastırmadan önce yapılmış ve i ve j’ nin değerleri değiştirilmiştir. Şimdi programı değiştirip öyle yazalım:
/* Bu programda artırma ve azaltma işlemleri sonra yapılacaktır. */ #include < stdio.h> int main (void) { int i =10, j=60; printf(“i=%d ve j=%d\n”, ++i, --j); return 0 }
Bu defa da programın çıktısı şöyle olacaktır: i = 10 ve j = 60 Burada hiçbir değişiklik yapılmamış gibi duruyor. Aslında değişiklik yapıldı ve program sonlanmadan önce i 10 olurken, j 59 oldu. Ama artırma ve azaltma işlemleri printf komutu çalıştırıldıktan sonra yapıldığı için, bir değişiklik göremedik.
Kısacası önce artırma (pre-increment) veya önce azaltma (pre-decrement) kullandığınızda ilgili komut satırında çalışacak ilk şey bu komutlar olur. Ancak sonra artırma (post increment) veya sonra azaltma kullaırsanız o zaman bu işlemlerin etkileri ilgili komut satırından sonra geçerli olacaktır. Aşağıdaki özel tabloyu inceleyelim:
Form Tip İsim Açıklama i++ postfix post-increment İşlem sonrası artırma ++i prefix pre-increment İşlem öncesi artırma i-- post-decrement İşlem sonrası azaltma --i pre-decrement İşlem öncesi azaltma
Gelişmiş atama (Advanced Assignment) yöntemleri C’ de yazım kolaylığı amacıyla sunulmuş bir başka konu da gelişmiş aşama yöntemleridir. Biraz daha uzun yazacağınız kodu kısaltmanıza yaramaktadır. degisken_1= degisken_1 (operator)degisken_2 şeklinde yazacağınız ifadeleri daha kısa yazabilmeniz için degisken_1 (operator) = degisken_2 şeklinde ifade edebilirsiniz.
Gelişmiş atamalarda sunulan genel formlar şu şekildedir: +-, -= , *= , /= , %= Sanırım aşağıdaki örneklere bakarsanız, konuyu çok daha net anlayacaksınız: 1-) j= j*(3+x) j* =( 3+ x) 2-) a = a/ (5 – z) a/ = (5 –z) 3-) x = x -5 x -= 5
Conditional Operatörler (?) Koşullu operatörlerdir. Bu operatör if-else ile aynı yapıdadır. Hiçbir farkı yoktur. Tek farkı koda bakıldığında anlaşılmasının biraz daha zor oluşudur. Bir de if-else gibi yazıyla ifade edilmez. Onun yerine soru işareti (?) ve iki nokta üst üste ( : ) kullanarak yazarız. Aşağıdaki tabloda if-else yapısıyla karşılaştırılmalı olarak conditional operatör verilmiştir:
İf-else yapısı if (koşul ) { if_komut(lar) } else { else_komut(lar)
Koşul?if_komut(lar):else_komutlar Conditional operatör yapısı Koşul?if_komut(lar):else_komutlar
Conditional operatör (?) akış diyagramı Şimdi aynı programı, hem if-else, hem de conditional operatör kullanarak yazalım:
/* girilen tam sayının 10’ dan büyük olup olmadığını gösteren program */ #include<stdio.h> int main ( void ) { int sayi; printf(“lütfen bir sayı giriniz>”); scanf( “%d”, &sayi); if ( sayi > 10 ) printf(“sayı 10’dan büyüktür\n”); else printf (“sayı 10’ dan küçüktür veya 10’a eşittir\n”); return 0; }
Aynı programı conditional operatör kullanarak yazalım: Görüldüğü üzere program biraz daha kısaldı.
/* girilen tam sayının 10’ dan büyük olup olmadığını gösteren program */ #include<stdio.h> int main ( void ) { int sayi; printf(“lütfen bir sayı giriniz>”); scanf( “%d”, &sayi); ( sayi > 10 )? printf(“sayı 10’dan büyüktür\n”): printf (“sayı 10’ dan küçüktür veya 10’a eşittir\n”); return 0; }
Döngü Kavramı Programlama konusunda –hangi dil olursa olsun- en kritik yapılardan biri döngülerdir. Döngüler bir işi belirlediğiniz sayıda yapan kod blokları olarak düşünülebilir. Ekrana 10 kere “Merhaba Dünya” yazan programda “Merhaba dünya” yazdıran kodu aslında tek bir defa yazarsınız, döngü burada devreye girip sizin için bu kodu istediğiniz sayıda tekrarlar.
Döngüleri bu kadar kritik yapan unsur; iyi yazılıp optimize edilmediği taktirde bilgisayarınızın işlem gücünü gereksiz yere tüketmesi ve harcanan zamanı artırmasıdır. Benzer şekilde iyi yazılmış bir döngü programınızı hızlı çalıştıracaktır.
Bütün döngüler temelde iki aşamayla özetlenebilir Bütün döngüler temelde iki aşamayla özetlenebilir. Aşamalardan biri döngünün devam edip etmeyeceğine karar verilen mantıksal sorgu kısmıdır. Örneğin ekrana 10 kere “Merhaba dünya” yazdıracaksanız kaçıncı seferde olduğunu koşul kısmında kontrol edersiniz. Diğer aşama döngünün ne yapacağını yazdığınız kısımdır. Yani ekrana “Merhaba Dünya” yazılması döngünün yapacağı iştir.
Döngünün devam edip etmeyeceğine karar verilen aşamada hatalı bir mantık sınaması koyarsanız, ya programınız hiç çalışmaz ya da sonsuza kadar çalışabilir. C programlama diline ait bazı döngüler; while, do while, for yapılarıdır. Bunlar dışında goto döngü elemanı olmasına rağmen kullanılması pek tavsiye edilmemektedir.
While döngüsü While döngüsü en temel döngü tipimizdir. Bir kontrol ifadesiyle döngünün devam edilip edilmeyeceği kontrol edilirken, scope içinde (yani ayraç işaretleri arasında) kalan bütün alan işleme sokulur. İşleme sokulan kod kısmı döngü yapılacak adet kadar tekrar eder. While döngüsünün genel yapısını ve akış şemasını aşağıda görebilirsiniz:
While while( koşul ) { Komut(lar) } While akış diyagramı
Yukarıda 10 kere ekrana “Merhaba dünya” yazan programdan bahsettik Yukarıda 10 kere ekrana “Merhaba dünya” yazan programdan bahsettik. Gelin bir anlaşma yapalım ve döngülerle alakalı bütün ilk örnekler de bu programın nasıl yazılacağını göstersin. While döngüsü kullanarak, ekrana 10 kere “Merhaba dünya” yazan program aşağıdaki gibidir:
/* Ekrana 10 kere “Merhaba Dünya” Yazan program */ #include<stdio.h> int main (void) { //i değişkenine bir başlangıç değeri atıyoruz. //i’ ye ilk değer atanmazsa döngümüz yanlış çalışır. int i= 0; //i’ nin değeri kontrol işleminden //sonra 1 artar. while( i++ < 10){ // 2d bir tam sayının yazdırılacağı //ancak bu sayı tek rakamdan oluşsa da //2 rakamlık yer ayrılmasını belirtir. printf( “ %2d: Merhaba Dünya\n”,i); } Return 0;
Yukarıdaki program aslında son derece basittir Yukarıdaki program aslında son derece basittir. İ değişkenine ilk değer olarak 0 atıyoruz. Daha sonra, while döngüsüne başlıyoruz. İfadenin doğruluğu (yani i’ nin 10’ dan küçük olup olmadığı) kontrol ediliyor. Eğer doğruysa, döngü içindeki kodların çalışması başlatılıyor. Elbette kodların başlamasından bir önce ki adımda i değişkeni artırılıyor. (Önceki kısımda anlatmış olduğumuz post-increment işlemini hatırlayın. Bu yapı toplamda 10 kere tekrar ediyor ve en sonunda i’nin değeri 10’ a eşit olunca döngü sonlandırılıyor.
işlemi basit bir toplama ifadesidir işlemi basit bir toplama ifadesidir. Bu ifadede n değerini kullanıcıdan alacağımızı düşünerek bir program yazalım. Bu program, alacağı n değerine göre kendisine kadar olan sayıların karelerinin toplamını gösterecektir. Bu programı yazarsak;
#include<stdio.h> int main ( void ) { int i= 0, toplam_deger=0; int n; printf(“lütfen n değerini giriniz>”); scanf(“&d”,&n); while ( i<=n) { toplam_deger += i*i; i++; } printf(“sonuç:&d\n”,toplam_deger); return 0;
do while döngüsü Göreceğimiz ikinci döngü çeşidi, do while döngüsüdür. Yaptığı iş while ile hemen hemen aynıdır. Verilen işi döngü koşulu bozulana kadar sürdürür. Ancak while’ a göre önemli bir farkı vardır.
While döngülerinde döngü içerisinde işlem yapmadan önce sunulan koşul kontrol edilir. Şayet koşul sağlanmıyorsa o while döngüsünün hiç çalışmama ihtimali de vardır. Do while döngülerindeyse durum böyle değildir. İlk çalışmada koşul kontrolü yapılmaz. Dolayısıyla her ne şartta olursa olsun döngünüz en azından bir kere çalışacaktır. Bazı durumlarda döngü bloğu içerisindeki kodların en azından bir kere çalışması gerektiğinden do while yapısı kullanılır. Do while ile ilgili genel yapıyı ve akış şemasını aşağıda bulabilirsiniz:
Do while yapısı do { komut(lar) } while ( koşul ); Do while akış diyagramı
#include<stdio.h> int main ( void ) { int i= 0; do { // önce i’ nin değeri artırılıyor //sonra ekrana Merhaba Dünya yazdırılıyor. printf( “%2d: Merhaba Dünya\”, ++i); } while ( i < 10 ); }
Gördüğümüz gibi bir önceki örneğimize oldukça benzer bir yapıda yazıldı. Tek fark i’ nin değeri 0’da olsa 1000 de olsa en azından bir kez Merhaba Dünya nın yazılacak olmasıdır. Ancak while de kontrol önce yapıldığı için hiçbir şey ekrana yazılmaz.
Şimdi do while kullanılmasının daha mantıklı olacağı bir program yapalım. Kullanıcıdan iki sayı alınsın. Bu iki sayı toplandıktan sonra sonucu ekrana yazdırılsın. Yazdırma sonunda “devam ettirmek istiyor musunuz” sorusu sorulsun ve klavyeden “E” veya “e” karakterlerinden birisi girilirse programa devam edilsin. Yok farklı bir şey girilirse, program sonlandırılsın. Örnek programımızı aşağıda bulabilirsiniz:
#include<stdio.h> int main ( void ) { int sayi_1, sayi_2; char devam_mi; do { printf(“Birinci sayıyı giriniz>”); scanf(“%d”,&sayi_1); printf(“İkinci sayıyı giriniz>”); scanf(“&d”,&sayi_2); printf(“%d+%d = d\n”, sayi_1, sayi_2, sayi_1 + sayi_2); printf(“Devam etmek ister misiniz?”); //C’ de tek karakter okuma işlemi biraz sıkıntılı //olduğundan, burada da bir do while kullandık. scanf (“%c”,&devam_mi); } while ( devam_mi == ‘\n’ ); printf (“\n”); } while ( devam_mi == ‘E’ I I devam_mi == ‘e’ ); return 0; }
Program, kullanıcıdan iki sayı alıp, toplamını ekrana bastıktan sonra, yeniden işlem yapıp yapmak istemediğimiz sormaktadır. Bu programı while ile de yazabilirdik. Ancak while ile yazabilmek için, devam_mi değişkenine önceden ‘E’ değerini atamamız gerekmekteydi. Do while döngüsündeyse bu zorunluluğa gerek kalmamıştır.
Not: Yukarıdaki programda fark etmiş olduğunuz gibi karakter okumayı biraz farklı yaptık. Normalde scanf fonksiyonunu kullanmak yeterliyken burada işin içine bir de do while girdi. Açıklayacak olursak C’ de karakter okumaları biraz sıkıntılıdır. Eğer giriş tampon belleğinde (Buffer) veri bulunuyorsa bu direk karaktere atanır. Bundan kurtulmak için birçok yöntem olduğu gibi uygulanabilecek bir yöntem de yukarıda yazılmış olan döngü şeklinde değer almaktır.
Çünkü siz daha bir şey girmeden ilk değer ‘\n’ geleceğinden döngünün ikinci çalışmasında doğru değer atanacaktır. İleri ki konularda daha detaylı ele alacağımız bir problem olarak şimdilik önemsemeyelim. Sadece karakter okuyacağımız zaman problem çıkarsa yukarıdaki gibi bir yöntem uygulanabileceğini bilmeniz şimdilik yeterlidir.
for döngüsü while ve do while dışında üçüncü bir döngü tipi olarak for yapısı bulunmaktadır. Diğer iki döngüden farklı olarak for yapısı yenilemeli tekrarlamalı (İngilizce iterative) yapılarda kullanıma daha uygundur. Bu performans anlamında değildir. Söylenmek istenen yazım tekniği olarak for döngüsünün daha kullanışlı olmasıdır.
Örneğin birbirini sürekli tekrar eden işlemlerin yapıldığı nümerik analiz gibi alanlar for döngüsü için iyi bir örnek olabilir. Ancak bu söylenenler yanıltıcı olmamalıdır; for döngüsü sadece soyut alanlarda çalışsın diye yaratılmış bir şey değildir.
Programlarda diğer iki döngüden çok daha fazla for kullanırsınız Programlarda diğer iki döngüden çok daha fazla for kullanırsınız. Çünkü for sadece matematiksel hesaplama işlemlerinde değil diziler gibi konularda sürekli kullanılan bir yapıdır. Yazımı diğerlerine nazaran daha sade olduğundan iteratif işlemlerde kullanılması daha uygun olacaktır. Aşağıda for döngüsünün genel yazımını ve akış diyagramını göreceksiniz:
for yapısı for (ilk_deger_atama; koşul ; arttırma/azaltma) { komutlar(lar) }
for akış diyagramı
Şimdi ekrana 10 kere “merhaba dünya” yazdıralım. #include<stdio.h> int main( void ) { int i; for ( i = 0; i< 10; i++ ) { printf (“%2d: merhaba dünya\n”, (i+1)); } return 0;
Gördüğünüz gibi çok daha sade ve açık gözükür bir kod oldu Gördüğünüz gibi çok daha sade ve açık gözükür bir kod oldu. For altında tek satır komut olduğundan, küme parantezleri koymamız opsiyoneldi ama ne yaptığınızı karıştırmamak için, her zaman koymamız önerilmektedir.
For döngüleriyle ilgili bazı özel durumlarda vardır For döngüleriyle ilgili bazı özel durumlarda vardır. For döngüsü içerisine yazdığınız ilk değer atama, kontrol ve artırma işlemlerini tanımlama esnasında yapmanız gerekmez. Aşağıda verilen kod, yukarıdakiyle tamamen aynı işi yapar. Farkı, i’ ni daha önce tanımlanmış olması ve arttırma/azaltma işinin döngü içinde yağılmasıdır.
#include<stdio.h> int main( void ) { int i; for ( i = 0; i< 10; ) { printf (“%2d: Merhaba Dünya\n”, (i+1)); i= i + 1; } return 0;
break Komutu Bazı durumlarda, döngüyü aniden sonlandırmak isteriz. Bunun için ‘break’ komutunu kullanırız. Döngüyü aniden sonlandırmak veya döngüyü kırmak işlemini, zaten daha önce switch case’ lerde kullanmıştık ve bu her döngü içerisinde kullanılabilir.
/* 0 ile 99 arasında tesadüfi sayılar üreten Bir programın, kaçıncı seferde 61 sayısını Bulacağını yazan program aşağıdadır. */ #include<stdio.h> int main( void ) { int i; tesadüfi_sayi; int deneme_sayisi= 0; //while içinde 1 olduğundan sonsuza kadar döngü çalışır. While ( 1 ) { //tesadüfi_sayi değişkenine, 0 ile 99 arasında //her seferinde farklı bir sayı atanır. //rand ( )fonksiyonu tesadüfi sayı atamaya yarar. // mod 100 işlemiyse atanacak sayının 0 ile 99 // arasında olmasını garantiler. tesadüfi_sayi= rand ( ) % 100; //Döngünün kaç defa çalıştığını deneme_sayisi //değişkeniyle buluruz. deneme_sayisi++; //Eğer tesadüfi sayı 61’ e eşit olursa, //döngü kırılıp sonlandırılır. İf ( tesadüfi_sayi == 61) break; } printf( “ Toplam deneme sayısı: %d\n”, deneme_sayisi); return 0;
Program için koyulmuş açıklamalar (comment) zaten n’ yi açıklamaktadır Program için koyulmuş açıklamalar (comment) zaten n’ yi açıklamaktadır. Kısaca bir şeyler eklemek gerekirse bitişinin nerede olacağını bilmediğimiz bir döngüyü ancak break komutuyla sonlandırabiliriz. Şartlar sağlandığında break komutu devreye girer ve döngü sonlandırılır.
7 mayıs
continue komutu break komutunun döngüyü kırmak için olduğundan bahsetmiştik. Bunun dışında işlem yapmadan döngüyü devam ettirmek gibi durumlara da ihtiyacımız vardır. Bunun içinde continue (Türkçe:devam) komutunu kullanırız.
/* Sadece tek sayıları yazdıran bir Program */ #include <stdio.h> for( i = 0; i< 10; i++) { // i değişkeninin 2’ ye göre modu // 0 sonucunu veriyorsa, bu onun // bir çift sayı olduğunu gösterir. //Bu durumda ekrana yazdırılmaması // için döngü bir sonra ki adıma geçer. if( i%2 == 0) continue; printf(“%2d\n”, i); } return 0;
0 ile 10 arasındaki tek sayıları gösteren program örneğini yukarıda görebilirsiniz. Elbette ki bu işi daha farklı ve daha iyi yapan bir program yazabilirdik. Ama şimdilik continue komutunun nasıl kullanıldığını inceleyelim.
Program bir for döngüsü çalıştırmaktadır Program bir for döngüsü çalıştırmaktadır. Her defasında i değişkenin 2’ ye göre modu alınır. Eğer sonuç 0’ sa bu sayının çift olduğunu gösterir. Dolayısıyla, bu ekrana yazdırılmaması gerekir. Bu yüzden döngü içerisindeki işlemleri sürdürmek yerine altta kalan kodları atlarız. Burada continue komutu kullanılır ve kullanıldığı noktadan itibaren olan işlemler yapılmaz. Döngü başa döner, aynı işlemleri yapar. Bu sefer i tek sayı olacağından continue komutu çalışmaz ve sayıyı ekrana bastırmış oluruz.
Goto Yapısı C programlama dilinde bulunan bir başka yapı, goto deyimidir. Koyacağınız etiketler sayesinde, programın bir noktasından bir başka noktasına atlamanızı sağlar. Goto, bir döngü değildir ancak döngü olarak kullanılabilir.
“goto” , çalışabilmek için etiketlere ihtiyaç duyar “goto” , çalışabilmek için etiketlere ihtiyaç duyar. Etiketler, vereceğiniz herhangi bir isme sahip olabilir. Etiket oluşturmak için bütün yapmanız gereken; etiket adını belirleyip, sonuna iki nokta üst üste eklemek ( : ) ve programın herhangi bir yerine bunu yazmaktır. Goto deyimi kullanarak bu etiketleri çağırırsanız, etiketin altında bulunan kodlardan devam edilir. Goto ve etiketlere dair genel yapıyı, akış diyagramıyla birlikte aşağıda bulabilirsiniz:
Goto yapısı Label_name; . İf( kosul) { Goto label_name }
NOT: “goto” deyimi tek başına da kullanılabilir NOT: “goto” deyimi tek başına da kullanılabilir. Fakat mantıksal bir sınama olmadan goto yapısını kullanmanızkullanmanız, sonsuz döngüye neden olacaktır.
Şimdi goto ifadesiyle basit bir döngü örneği oluşturalım Şimdi goto ifadesiyle basit bir döngü örneği oluşturalım. Önceki seferlerde olduğu gibi ekrana 10 defa “Merhaba Dünya” yazdıralım: #include<stdio.h> int main( void ) { int i = 0; // baslangıc_noktasi adında bir etiket koyuyoruz. //i degiskeni 10 degerine ulasmadigi surece, //program buraya donecektir. Baslangic_noktasi printf (“Merhaba Dünya\n”); // i degerini arttiriyoruz. İ++; // i degeri kontrol ediliyor. Sayet 10’ dan kucukse, // en basa donuyor. if ( i< 10) goto baslangıc_noktasi; return 0; }
İstediğiniz sayıda etiket koyup, goto kullanarak, programın herhangi bir noktasına ulaşabilirsiniz. Programınız, etiket altında kalan kısımdan itibaren çalışır. Goto yapısıyla gelen esneklik ilk bakışta oldukça güzel görünüyor. Ancak goto için birçok kaynak, “ya hiç kullanmayın yada olabildiğince az kullanın” demektedir.
Okunup, anlaşılması zor ve üzerinde çalışılması güç bir koddan, herkesin uzak durması gerekir. İngilizce’ de karmaşık/komplex bir koda, “spagetti kod” denmektedir. Goto deyimi, kodunuzun spagetti koda dönüşmesine neden olur. Çünkü program akışının takibini zorlaştırıp, kodun okunabilirliğini azaltır. İsterseniz goto deyimi kullanabilirsiniz. Ama zorunlu olmadıkça kaçınmak en iyisidir.