Bölüm 5 - Fonksiyonlar index 5.1 Giriş 5.2 C de Program Modülleri 5.3 Math Kütüphanesindeki Fonksiyonlar 5.4 Fonksiyonlar 5.5 Fonksiyon Tanımlamaları 5.6 Fonksiyon Prototipleri 5.7 Öncü (Header) Dosyalar 5.8 Fonksiyonları Çağırma: Değere Göre ve Referansa Göre çağırmak 5.9 Rastgele Sayılar Üretme 5.10 Örnek: Şans Oyunu 5.11 Depolama Sınıfları 5.12 Faaliyet Alanı Kuralları 5.13 Yineleme 5.14 Yineleme kullanımına örnek: Fibonacci Serisi 5.15 Yineleme vs. Tekrar

Bu bölümde öğreneceklerimiz: Amaçlar Bu bölümde öğreneceklerimiz: Fonksiyon adı verilen, küçük parçalarla modüler programların nasıl oluştuğunu anlamak.. C standart kütüphanesinde yaygın olarak kullanılan matematik fonksiyonlarını tanıma Yeni Fonksiyonlar oluşturabilme. Fonksiyonlar arası bilgi geçişi için kullanılan mekanizmaları(yöntemleri) anlama. Rastgele sayı üreterek similasyon tekniklerini tanıma Kemdi kendini çağıran fonksiyonları yazmak ve nasıl kullanılacaklarını anlamak.

Böl ve Zaptet (Parçalara ayırma (bölme) ve Bütün elde etme) 5.1 Giriş Böl ve Zaptet (Parçalara ayırma (bölme) ve Bütün elde etme) Çok küçük parçalardan veya bileşenlerden bir program oluşturma Bu çok küçük parçalar modüller olarak adlandırılır Her bir parça orjinal programa göre daha kolay yönetilebilir (programın bütününe göre)

5.2 C de Program Modülleri Fonksiyonlar Fonksiyon çağrıları C de modüller Programlar kullanıcı tarafından tanımlanmış fonksiyonlar ile kütüphanedeki fonksiyonları birleştirir C’nin standart kütüphanesi fonksiyonların geniş türlerine sahiptir Fonksiyon çağrıları Fonksiyon adı ve arguments (Veri) tedarik eder Fonksiyon operasyonları veya işlemleri gerçekleştirir Fonksiyon sonucu döndürür. Function call analogy:????? Patron işçiye görevini tamamlamasını söyler (bitip bitmediğini sorar) İşçi bilgileri alır, görevini yapar ve sonucu patrona döndürür Bilgi gizlidir: Patron bilginin detaylarını bilmez (yapılan işin)

5.2 C de Program Modülleri Fig. 5.1 Patron/İşçi arasındaki hiyerarşin ilişki

5.3 Matematik Kütüphanesindeki Fonksiyonlar Math kütüphanesindeki fonksiyonlar Yaygın olarak kullanılan matematiksel hesaplamalar #include <math.h> Çağrılan Fonksiyonları biçimlendirme FonksiyonAdı( argüman ); Eğer çoklu argüman varsa listeleri virgül kullanarak ayır printf( "%.2f", sqrt( 900.0 ) ); Sqrt fonksiyonunu çağırır,girilen değerin karekök’ünü geriye döndürür Bütün Matematik fonk. verileri “double”olarak geri döndürür. Argümanlar sabit, değişken veya ifade olabilir

5.3 Math. Kütüphanesinin Fonksiyonları

5.4 Fonksiyonlar Foksiyonlar Fonksiyonların yararları Programı modüler hale getirir Yerel değişkenler, fonksiyonların içerisinde tanımlanır. Sadece tanımlandığı fonksiyon tarafından bilinir Parametreler Fonksiyonlar arasındaki bilgi alışverişi Yerel değişkenler Fonksiyonların yararları Bölme ve Zaptetme Yönetilebilir program geliştirme Yazılımı yeniden kullanabilme Varolan fonksiyonları yeni programlar için blok olarak inşa etme Soyutlama – içsel detayları gizleme (kütüphane fonksiyonları) Kodları tekrar yazmayı engelleme

Fonksiyon Tanımlama biçimleri 5.5 Fonksiyon Tanımları Fonksiyon Tanımlama biçimleri return-değer-tipi function-name( parametere-listesi ) { bildirimler ve ifadeler } Fonksiyon adı: herhangi geçerli tanımlayıcı Veri tipi döndürme: sonucun veri tipi (varsayılan int) void – fonksiyonlar geriye değer döndürmez Parametre-listesi: parametreleri belirtilmiş, virgülle ayrılmış listedir A type must be listed explicitly for each parameter unless, the parameter is of type int Her parametre için parametre tipleri ayrı ayrı belirtilmelidir (eğer tipleri int değilse)

Fonksiyon Tanımlama biçimleri (devam) return-değer-tipi function-name( parametere-listesi ) { bildirimler ve ifadeler } Bildirimler ve ifadeler: fonksiyonun gövdesi Değişkenler blokların içinde tanımlanabilir (kısıtlanabilir) Fonksiyonlar diğer fonksiyonların içinde tanımlanamaz. Geri dönüş kontrolu Eğer boş değer geri dönüyorsa (hiç bir değer dönmüyorsa) return; veya, sağ paranteze ulaşıncaya kadar Eğer bir değer geri dönüyorsa return ifade(geri dönecek değer);

fig05_03.c (Part 1 of 2)

fig05_03.c (Part 2 of 2) Program çıktısı 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100

fig05_04.c (Part 1 of 2)

fig05_04.c (Part 2 of 2) Program çıktısı Enter three integers: 22 85 17 Maximum is: 85 Enter three integers: 85 22 17 Enter three integers: 22 17 85

5.6 Fonksiyon Prototipleri Fonksiyon prototipi Fonksiyon adı Parametreler – fonksiyonun içinde tuttuğu şeyler Return type – fonksiyonun veri dönüşü tipi (varsayılan int) Fonksiyonları onaylamakta kullanılır Eğer fonksiyon prototipi programın içerisinde yer almazsa, prototipe ihtiyaç duyulur Prototip ile fonksiyonlar int maksimum( int x, int y, int z ); 3 ints içerir int değeri döndürür Geçiş kuralları ve dönüşümler Kendinden küçük tiplere dönüşümler hata oluşturabilir

5.6 Fonksiyon Prototipleri

5.7 Öncü (Header) Dosyalar Öncü Dosyalar Kütüphane fonksiyonları için fonksiyon prototipleri içerir <stdlib.h> , <math.h> , vs... Yükleme... #include <filename> #include <math.h> Öncü dosya düzenleme Fonksiyonlarla dosya oluşturma filename.h olarak kayıt etme. #include "filename.h“ ile başka dosyalara yükleme Fonksiyonları tekrar kullanma.

5.7 Öncü Dosyalar

5.8 Fonksiyon çağırma: Değere Göre ve Referansa Göre Argümanın kopyası fonksiyona gönderir. Kopyayı değiştirmek, orijinal değişkenin değerini etkilemez Fonksiyonun argüman’ı değiştirmeye ihtiyaç duymadığı zaman kullanılmalıdır. Önemli sorunların oluşmasını engeller Referansa göre Orijinal argümanı gönderir. Argümanı değiştirmek, orijinal değişkenin değerini etkiler Sadece güvenilir fonksiyonlar ile kullanılmalı Şimdi, değere göre çağırmaya bakalım

5.9 Rasgele Sayılar Üretme rand fonksiyonu yükle <stdlib.h> 0 ve RAND_MAX (en az 32767) arasında sayı “random” geri döndürme. i = rand(); Pseudorandom “random” sayıların önceden ayarlanmış dizisi Her fonksiyon çağrılmasında aynı dizi tekrar eder. Derecelendirme (Scaling) 1 ile n arasında random sayı alma 1 + ( rand() % n ) rand() % n 0 ile n–1 arasında bir sayı döndürür 1 ile n arasında random sayıya 1 ekleme yapar. 1 + ( rand() % 6) 1 and 6 arasında sayı

5.9 Rasgele Sayılar Üretme srand fonksiyonu (rassallaştırma) <stdlib.h> Farklı bir dizide rasgele sayılar oluşturulmasını sağlar Unsigned(işaretsiz) tipte bir tamsayıyı argüman olarak kullanır srand( seed ); srand( time( NULL ) );/*yükle <time.h> */ time( NULL ) Program çalıştırıldığı esnadaki saniye cinsinde oluşturur “(Randomizes) rasgele seçmeler" çekirdek

fig05_07.c

6 6 5 5 6 5 1 1 5 3 6 6 2 4 2 6 2 3 4 1 Program çıktısı

fig05_08.c (Part 1 of 3)

fig05_08.c (Part 2 of 3)

fig05_08.c (Part 3 of 3) Program Çıktısı Face Frequency 1 1003 2 1017 3 983 4 994 5 1004 6 999

fig05_09.c (Part 1 of 2)

fig05_09.c (Part 2 of 2) Program Çıktısı Enter seed: 67 6 1 4 6 2 1 6 1 6 4 Enter seed: 867 2 4 6 1 6 1 1 3 6 2

Barbut(craps) similasyonu Kurallar 5.10 Örnek: Şans Oyunu Barbut(craps) similasyonu Kurallar İki zar atılır İlk atışta 7 veya 11 (top.), oyuncu kazanır. İlk atışta 2, 3, veya 12 (top.), oyuncu kaybeder. İlk atışta 4, 5, 6, 8, 9, 10 – oyuncunun puanı Kazanmak için kendi puanını 7 gelmeden önce tekrar atması gerekir.

fig05_10.c (Part 1 of 4)

fig05_10.c (Part 2 of 4)

fig05_10.c (Part 3 of 4)

fig05_10.c (Part 4 of 4)

Program Çıktısı Player rolled 5 + 6 = 11 Player wins Point is 5 Player rolled 6 + 2 = 8 Player rolled 2 + 1 = 3 Player rolled 3 + 2 = 5 Player rolled 1 + 1 = 2 Player loses Player rolled 1 + 4 = 5 Player rolled 3 + 4 = 7 Program Çıktısı

Depolama sınıfı belirteçleri 5.11 Depolama Sınıfları Depolama sınıfı belirteçleri Depolama süresi – objenin hafızada kalma süresi Faaliyet alanı – objenin programda referans edildiği yer Bağlama – objenin hangi kaynak dosyada geçerli olacağını belirler (dahası bölüm 14’de) Otomatik depolama Objeler bildirildikleri bloklar içerisinde oluşturulur ve yok edilir auto: yerel değişkenler için varsayılan auto double x, y; register: yerel deişkenleri yüksek hızdaki register’lara koymaya çalışır. Otomatik değişkenler için kullanılabilir register int counter = 1;

5.11 Depolama Sınıfları Statik Depolama Bütün programın işlenmesi esnasında varolan değişkenler Varsayılan değeri sıfırdır static: fonksiyonun içinde tanımlanan yerel değişkenler Fonksiyondaki işlem bittikten sonra değerini saklar Sadece ait olduğu fonksiyon tarafından bilinir extern: global değişkenler ve fonksiyonlar için varsayılan Herhangi bir fonksiyon tarafından bilinir

5.12 Faaliyet Alanı Kuralları Dosya faaliyet alanı Fonksiyonun dışında tanımlanmış tanıtıcı tüm fonksiyonlar tarafında bilinir Global değişkenler, fonksiyon tanımları ve fonksiyon prototipleri için kullanılır Fonksiyon faaliyet alanı Fonksiyonun gövdesi içerisin referans edilebilir Sadece etiketler için kullanılabilir (start:, case: , etc.)

Fonksiyon prototipi faaliyet alanı 5.12 Scope Rules Blok faaliyet alanı Tanıtıcı bloğun içerisinde tanımlanır Blok faaliyet alanı tanımlamada başlar, küme parantezine(}) ulaşıldığında sona erer. Değişkenler(fonksiyon parametreleri, yani fonksiyonların yerel değişkenleri) için kullanılır Dıştaki bloktaki tanıtıcı içteki bloktaki tanıtıcıyla aynı isme sahip ise dış bloktaki tanıtıcı iç blok sona erene kadar saklanır Fonksiyon prototipi faaliyet alanı Parametre listesinde tanıtıcılar için kullanılır

fig05_12.c (Part 1 of 3)

fig05_12.c (Part 2 of 3)

fig05_12.c (Part 3 of 3)

Program Output local x in outer scope of main is 5 local x in inner scope of main is 7   local x in a is 25 after entering a local x in a is 26 before exiting a local static x is 50 on entering b local static x is 51 on exiting b global x is 1 on entering c global x is 10 on exiting c local static x is 51 on entering b local static x is 52 on exiting b global x is 10 on entering c global x is 100 on exiting c local x in main is 5 Program Output

Yineleme Fonksiyonları Kendi kendini çağıran fonksiyonlar Temel durumda çözülebilir Bir problemi parçalara ayırır Ne yapacağını bildiği parça Ne yapacağını bilmediği parça What it cannot do resembles original problem Ne yapacağını bilmediği parça orijinal probleme benzer Fonksiyon ne yapacağını bilmediği parçayı çözmek için kendisinin bir kopyasını başlatır. En sonunda temel durum çözülür Tıkalı yerleri yakalar, yukarı doğru çalışır ve bütün problemi çözer

5.13 Yineleme Örnek: faktoriyel Dikkat!!! 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 Dikkat!!! 5! = 5 * 4! 4! = 4 * 3! ... Faktoriyel yineleme ile de cözülebilir Temel durumu çöz (1! = 0! = 1) sonra yerine koy 2! = 2 * 1! = 2 * 1 = 2; 3! = 3 * 2! = 3 * 2 = 6;

5.13 Yineleme

fig05_14.c (Part 1 of 2)

fig05_14.c (Part 2 of 2) 1! = 1 2! = 2 3! = 6 4! = 24 5! = 120 6! = 720 7! = 5040 8! = 40320 9! = 362880 10! = 3628800

5.14 Yineleme kullanımına örnek: Fibonacci Serisi Her sayı kendinden önceki iki sayının toplamıdır Yinelemeyle çözülebilir: fib( n ) = fib( n - 1 ) + fib( n – 2 ) fibonacci fonksiyonu için kod long fibonacci( long n ) { if (n == 0 || n == 1) // base case return n; else return fibonacci( n - 1) + fibonacci( n – 2 ); }  

5.14 Yineleme kullanımına örnek: Fibonacci Serisi Yineleme Setinin Fibonacci fonksiyonunu çağırması f( 3 ) f( 1 ) f( 2 ) f( 0 ) return 1 return 0 return +  

fig05_15.c (Part 1 of 2)

fig05_15.c (Part 2 of 2) Program Output Enter an integer: 0 Fibonacci( 0 ) = 0 Enter an integer: 1 Fibonacci( 1 ) = 1 Enter an integer: 2 Fibonacci( 2 ) = 1 Enter an integer: 3 Fibonacci( 3 ) = 2 Enter an integer: 4 Fibonacci( 4 ) = 3

Program Output (continued) Enter an integer: 5 Fibonacci( 5 ) = 5 Enter an integer: 6 Fibonacci( 6 ) = 8 Enter an integer: 10 Fibonacci( 10 ) = 55 Enter an integer: 20 Fibonacci( 20 ) = 6765 Enter an integer: 30 Fibonacci( 30 ) = 832040 Enter an integer: 35 Fibonacci( 35 ) = 9227465 Program Output (continued)

5.14 Yineleme kullanımına örnek: Fibonacci Serisi

Her ikisi de sonsuz döngüye sahip olabilir Denge 5.15 Yineleme vs. Tekrar Tekrarlama Tekrar : döngü yapısı Yineleme: tekrarlı fonksiyon çağırır Sınır Tekrar: döngü koşul şartı yanlış oluncaya.. Yineleme: temel durum gerektirir Her ikisi de sonsuz döngüye sahip olabilir Denge İyi yazılım mühendisliği(yineleme) ve performans(tekrar) arasında seçim yapmak…

5.15 Yineleme vs. Tekrar