C'ye giriş: değişkenler, tipler ve operatörler

Dönemin son dört haftası C. Neden C? Çünkü C, şimdiye kadar öğrendiğin seviyenin hemen üstünde durur: bir C değişkeni bellekte bir konumdur, bir C ifadesi birkaç LC-3 komutudur, bir fonksiyon çağrısı JSR ve yığın işlemleridir. Kitap C’yi bu yüzden LC-3’ün üzerine kurar. Sınavda C’den gelen soruların çoğu “What is printed?” tipidir: kodu kafanda çalıştırıp çıktıyı yazarsın.

Altın kurallar:

1. int / int = int, ondalık kesilir.
2. Doğru = sıfır olmayan, yanlış = 0. Karşılaştırmalar 1 ya da 0 üretir.
3. x++ eski değeri, ++x yeni değeri verir.
4. && ve || kısa devre yapar.
5. Bir blok içinde tanımlanan değişken dışarıdakini gölgeler.

İlk program

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int count = 3;
    printf("count = %d\n", count);
    return 0;
}

count = 3

• #include <stdio.h>: printf/scanf için preprocessor komutu. Derlemeden önce o dosyanın içeriği buraya eklenir.
• main: program buradan başlar.
• Her deyim ; ile biter. Bloklar { }.

C programı derlenir (compile): kaynak kod → preprocessor → compiler → assembly/makine kodu → linker → çalıştırılabilir dosya. LC-3 üzerinde bu, 10. haftada yazdığın türden bir assembly üretmek demektir.

Değişkenler ve tipler

Her değişkenin bir tipi, bir adı ve bir değeri vardır. Tip, bellekte kaç bit ayrılacağını ve bitlerin nasıl okunacağını söyler (2. hafta).

LC-3 C’sinde int 16 bittir; senin bilgisayarında genelde 32 bit. Sınavda kullanılacak sayılar her ikisine de sığar.

Sabitler: 17 ondalık, 0x1F hex (31), 017 sekizlik (15). Başa sıfır koymak sayıyı sekizlik yapar: dikkat.

Kapsam (scope)

• Local değişken: bir fonksiyonun ya da bloğun içinde tanımlanır, sadece orada görülür. LC-3’te yığında (runtime stack) yaşar.
• Global değişken: tüm fonksiyonların dışında tanımlanır, her yerden görülür. LC-3’te global veri bölgesinde yaşar (R4 bu bölgeyi gösterir).

İç kapsamdaki aynı isimli değişken dıştakini gölgeler:

int g = 10;

void show(void) {
    int g = 3;            /* yeni, yerel g */
    printf("show: %d\n", g);
}

int main(void) {
    show();
    printf("main: %d\n", g);
    return 0;
}

show: 3
main: 10

TUZAK · ilk değer verilmemiş local. int x; yazıp x’i kullanırsan değeri belirsizdir (o bellek konumunda ne kaldıysa). Global değişkenler ise otomatik 0 ile başlar.

Aritmetik operatörler

printf("%d %d %d %d\n", 7 / 2, -7 / 2, 7 % 3, -7 % 3);

3 -3 1 -1

• Bölme sıfıra doğru kesilir: -3,5 → -3.
• % sonucunun işareti soldaki sayınınkidir.
• Biri double ise bölme gerçek bölmedir: 7 / 2.0 = 3.5.

Atama ve bileşik atama

int n = 10;
n -= 3;   /* 7  */
n *= 2;   /* 14 */
n /= 4;   /* 3  */
n %= 3;   /* 0  */
printf("%d\n", n);

0

Artırma ve azaltma

int i = 3;
int k = i++ * 2;     /* 3 * 2, sonra i = 4 */
printf("%d %d\n", i, k);

4 6

++i * 2 yazsaydın önce i = 4 olur, k = 8.

TUZAK · aynı değişkeni bir ifadede iki kez değiştirmek. x = x++ + ++x; gibi ifadeler C’de tanımsızdır (undefined behavior). Derleyiciye göre farklı sonuç verir. Sınav sorularında bunlarla karşılaşırsan cevap “undefined” olabilir.

İlişkisel ve mantıksal operatörler

< <= > >= == != sonuç olarak 1 (doğru) ya da 0 (yanlış) verir. && (ve), || (veya), ! (değil) her sıfır olmayan değeri doğru sayar.

int a = 3, b = 0;
printf("%d %d %d %d\n", a && b, a || b, !b, a == 3);

0 1 1 1

Kısa devre (short-circuit): A && B’de A yanlışsa B hesaplanmaz. A || B’de A doğruysa B hesaplanmaz. Bu, (i != 0) && (10 / i > 1) gibi korumalı ifadeleri mümkün kılar.

Koşul operatörü: koşul ? a : b. Koşul doğruysa a, değilse b.

Bit operatörleri

~x = -x - 1 (2’s complement). & ile &&’yi karıştırma: 12 & 10 = 8, 12 && 10 = 1.

char aritmetiği

char bir tam sayı olduğu için onunla hesap yapılır:

char c = 'b';
c = c - 'a' + 'A';      /* küçük → büyük */
printf("%c\n", c);
printf("%d\n", '7' - '0');

B
7

Öncelik ve birleşme

Emin değilsen parantez kullan; sınavda ise tabloya göre adım adım çöz:

2 + 3 * 4 % 5
2 + 12 % 5        * ve % aynı seviye, soldaki önce
2 + 2
4

C’den LC-3’e

a = b + c; (üçü de local) derleyici tarafından kabaca şöyle çevrilir (R5 frame pointer, 12. hafta):

        LDR  R0, R5, #-1    ; R0 = b
        LDR  R1, R5, #-2    ; R1 = c
        ADD  R0, R0, R1
        STR  R0, R5, #0     ; a = R0

Yani her C değişkeni bir bellek konumu, her işlem bir ya da birkaç komut.

Sık yapılan hatalar

printf("%d %d\n", 17 / 5, 17 % 5);

int x = 5;
int y = x++;
printf("%d %d\n", x, y);

int x = 5;
int y = ++x;
printf("%d %d\n", x, y);

double d = 7 / 2;
printf("%.1f\n", d);

printf("%d\n", 10 > 5 > 1);

int i = 0;
int r = (i != 0) && (10 / i > 1);
printf("%d\n", r);

printf("%d %d %d\n", 12 & 10, 12 | 10, 12 ^ 10);

printf("%d %d\n", 5 << 2, 40 >> 3);

char c = 'A' + 2;
printf("%c %d\n", c, c);

printf("%d\n", 2 + 3 * 4 % 5);

int x = 4;
printf("%d %d %d\n", !x, !!x, x > 3 ? 10 : 20);

int g = 10;

void show(void) {
    int g = 3;
    printf("show: %d\n", g);
}

int main(void) {
    show();
    printf("main: %d\n", g);
    return 0;
}