C kontrol yapıları: if, switch, while, for, do-while

10. haftada döngüleri ve if’leri BR komutlarıyla elle kurdun. C’de aynı yapılar if, while, for gibi anahtar kelimelerle yazılır; derleyici onları senin yazdığın BR kalıplarına çevirir. Bu sayfa her yapının kuralını ve sınavda en çok tuzak kurulan noktaları anlatır. Soru tipi yine “What is printed?”.

if ve if-else

int score = 72;
if (score >= 85) printf("AA\n");
else if (score >= 70) printf("BB\n");
else if (score >= 50) printf("CC\n");
else printf("FF\n");

BB

Koşullar yukarıdan aşağı test edilir, ilk doğru olanın bloğu çalışır, gerisi atlanır.

TUZAK · = ile ==. if (x = 5) x’e 5 atar ve ifadenin değeri 5’tir, her zaman doğru. Derleyici çoğu zaman sadece uyarı verir. Sınavda bu kodu gördüğünde çıktıyı atamaya göre yaz.

Sarkan else (dangling else)

if (a == 0)
    if (b == 0) printf("A\n");
else printf("B\n");

Girinti, else’in dıştaki if’e ait olduğunu düşündürüyor. Kural öyle değil: else, en yakın eşlenmemiş if’e bağlanır. Yani içteki if (b == 0)’ın else’idir. a = 1 iken hiçbir şey basılmaz. Ne demek istediğini netleştirmek için her zaman { } kullan.

switch

switch (ifade) {
    case SABIT1: ... break;
    case SABIT2: ... break;
    default: ...
}

İfadenin değeri hangi case’le eşleşirse oraya atlanır ve break’e kadar (ya da switch bitene kadar) devam edilir. break yoksa alttaki case’lerin kodu da çalışır: fall-through.

int d = 1;
switch (d) {
    case 0: printf("zero ");
    case 1: printf("one ");
    case 2: printf("two ");
}

one two

Case etiketleri sabit olmalıdır (int ya da char). case x > 5: yazamazsın.

while

int n = 3;
while (n > 0) {
    printf("%d ", n);
    n--;
}
printf("go\n");

3 2 1 go

Koşul önce test edilir. Başta yanlışsa gövde hiç çalışmaz.

LC-3 karşılığı (n R0’da):

LOOP    ADD  R0, R0, #0    ; CC'yi n'e göre ayarla
        BRnz DONE          ; n <= 0 ise çık
        ...                ; gövde
        ADD  R0, R0, #-1   ; n--
        BRnzp LOOP
DONE    ...

for

for (başlangıç; koşul; güncelleme) gövde;

Şununla aynıdır:

başlangıç;
while (koşul) { gövde; güncelleme; }

int i;
for (i = 1; i <= 4; i++)
    printf("%d ", i * i);

1 4 9 16

İzleme tablosu

Döngü sorularını tabloyla çöz:

for (i = 10; i > 0; i /= 2) c++;

i     i > 0?   c
10    evet     1
5     evet     2
2     evet     3
1     evet     4
0     hayır    (biter)

TUZAK · for’dan sonra noktalı virgül. for (i = 0; i < 5; i++); boş gövdeli bir döngüdür. Alttaki satır, girintisi ne olursa olsun, döngü bittikten sonra bir kez çalışır ve i = 5 görür.

do-while

do {
    gövde;
} while (koşul);

Gövde önce çalışır, koşul sonra test edilir. Bu yüzden en az bir kez çalışır. Menü döngüleri (“kullanıcı 0 girene kadar sor”) için idealdir. Sondaki ; zorunludur.

break ve continue

• break: en içteki döngüden ya da switch’ten hemen çık.
• continue: bu turun geri kalanını atla, bir sonraki tura geç. for’da güncelleme kısmı (i++) yine çalışır.

for (i = 0; i < 10; i++) {
    if (i % 3 == 0) continue;   /* 0, 3, 6 atlanır */
    if (i > 7) break;           /* 8'de çık */
    printf("%d ", i);
}

1 2 4 5 7

İç içe döngüler

Dış döngünün her turunda iç döngü baştan sona çalışır.

int i, j;
for (i = 1; i <= 3; i++) {
    for (j = 0; j < i; j++)
        printf("*");
    printf("\n");
}

*
**
***

Toplam iç tur sayısı: 1 + 2 + 3 = 6. “Kaç kez çalışır?” sorularında her dış tur için iç döngünün kaç kez döndüğünü yazıp topla.

Çözümlü iz: Collatz dizisi

n çiftse yarıla, tekse 3n + 1 yap; 1’e ulaşana kadar devam et.

int n = 6, steps = 0;
while (n != 1) {
    if (n % 2 == 0) n = n / 2;
    else n = 3 * n + 1;
    printf("%d ", n);
    steps++;
}
printf("\n%d\n", steps);

3 10 5 16 8 4 2 1
8

İz tablosu kurarken her satırda üç şeyi yaz: koşulun sonucu, hangi dal çalıştı, değişkenlerin yeni değeri.

n    n != 1?   dal        yeni n   steps
6    evet      çift       3        1
3    evet      tek        10       2
10   evet      çift       5        3
5    evet      tek        16       4
16   evet      çift       8        5
8    evet      çift       4        6
4    evet      çift       2        7
2    evet      çift       1        8
1    hayır     (biter)

for döngüsünün LC-3 karşılığı

int s = 0, i;
for (i = 1; i <= 4; i++) s += i;     /* s = 10 */

Derleyici (s R0’da, i R1’de) kabaca şunu üretir:

        AND  R0, R0, #0     ; s = 0
        AND  R1, R1, #0
        ADD  R1, R1, #1     ; i = 1          (başlangıç)
LOOP    ADD  R2, R1, #-5    ; i - 5
        BRzp DONE           ; i >= 5 ise çık  (koşulun tersi)
        ADD  R0, R0, R1     ; s += i          (gövde)
        ADD  R1, R1, #1     ; i++             (güncelleme)
        BRnzp LOOP
DONE    HALT

Simülatörde sonuç R0 = 10, R1 = 5. i <= 4 testi, “i - 5 negatif mi?” sorusuna dönüşür: LC-3’te karşılaştırma her zaman çıkarma + condition code demektir. Koşul doğruysa gövdeye düşülür; yanlışsa (z veya p) döngünün dışına atlanır.

Hazır döngü kalıpları

Sık yapılan hatalar

int x = 0;
if (x = 5) printf("yes %d\n", x);
else printf("no %d\n", x);

int a = 1, b = 0;
if (a == 0)
    if (b == 0) printf("A\n");
else printf("B\n");
printf("end\n");

int i = 1, s = 0;
while (i <= 10) {
    s += i;
    i += 3;
}
printf("%d %d\n", s, i);

int i;
for (i = 2; i < 15; i += 4)
    printf("%d ", i);

int n = 10;
do {
    printf("%d ", n);
    n++;
} while (n < 5);

int k = 2;
switch (k) {
    case 1: printf("one ");
    case 2: printf("two ");
    case 3: printf("three ");
            break;
    default: printf("other ");
}

int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {
    if (i % 3 == 0) continue;
    if (i > 7) break;
    printf("%d ", i);
}

int i, j, c = 0;
for (i = 0; i < 4; i++)
    for (j = i; j < 4; j++)
        c++;
printf("%d\n", c);

int i;
for (i = 0; i < 5; i++);
    printf("%d\n", i);

int i, c = 0;
for (i = 10; i > 0; i /= 2)
    c++;
printf("%d\n", c);

int n = 4096, s = 0;
while (n > 0) {
    s += n % 10;
    n /= 10;
}
printf("%d\n", s);