BM-104 Nesneye Yönelik Programlama

Bahar 2013(3. Sunu)

(Yrd. Doç. Dr. Deniz Dal)

Fonksiyonlara GirişEn iyi program yazma ve geliştirme pratiği tek bir

büyük program yazmak yerine onu daha kolay kontrol altında tutmamıza yardımcı olabilecek küçük programların (fonksiyonların) birleşimi halinde oluşturmaktır. Bu yönteme “Böl&Yönet” (“Divide&Conquer”) adı verilir.

Bir fonksiyon gerektiğinde fonksiyon adı ile çağrılır ve fonksiyonun işleyeceği bilgiler argüman (parametre) olarak fonksiyona aktarılır. Örneğin bir patron (fonksiyonu çağıran) bir çalışanını (çağrılan fonksiyon) yanına çağırır ve doldurması için eline bir dosya verir (argüman). Çalışanı işini bitirdiği zaman işlenmiş dosyayı patronuna geri götürür (return).

Matematik Kütüphanesi FonksiyonlarıBu fonksiyonlar standart kütüphaneden <cmath>

header dosyası include edilerek kullanılabilir.Matematik kütüphanesinin bütün fonksiyonları

genellikle double veri tipinde parametre(ler) alırlar ve geriye double veri tipinde bir değer döndürürler.

Örnek: cout<<sqrt(900.0);Bu örnekte matematik kütüphanesi

fonksiyonlarından “sqrt” çağrılır. “900.0” rakamı bu fonksiyonun argümanı olarak adlandırılır. Yukarıdaki deyim ekrana sonuç olarak “30.0” yazdırır. “sqrt” fonksiyonu kendisine double veri tipinde bir argüman alır ve yine double veri tipinde bir değer döndürür.

Fonksiyon argümanları sabit bir sayı, değişken ya da bunların bir karması olabilir.

FONKSİYON TANIM ÖRNEK

ceil( x ) x argümanını kendinden büyük ilk tamsayıya yuvarlar. (artı sonsuz)

ceil( 9.2 ) is 10.0 ceil( -9.8 ) is -9.0

cos( x ) Radyan cinsinden x argümanına kosinüs fonksiyonunu uygular.

cos( 0.0 ) is 1.0

exp( x ) Exponansiyel Fonksiyon ex exp( 1.0 ) is 2.71828 exp( 2.0 ) is 7.38906

fabs( x ) x argümanının mutlak değerini hesaplar.

fabs( 5.1 ) is 5.1 fabs( 0.0 ) is 0.0 fabs( -8.76 ) is 8.76

floor( x ) x argümanını kendinden küçük ilk tamsayıya yuvarlar. (eksi sonsuz)

floor( 9.2 ) is 9.0 floor( -9.8 ) is -10.0

fmod( x, y ) x sayısının y sayısına bölümünden kalan ondalıklı sayıyı hesaplar.

fmod( 2.6, 1.2 ) is 0.2

log( x ) Doğal logaritma hesaplar. (e tabanında)

log( 2.718282 ) is 1.0 log( 7.389056 ) is 2.0

log10( x ) 10 tabanında logaritma hesaplar. log10( 10.0 ) is 1.0 log10( 100.0 ) is 2.0

pow( x, y ) x argümanının y. kuvvetini hesaplar.xy

pow( 2.0, 7.0 ) is 128 pow( 9, 0.5 ) is 3

sin( x ) Radyan cinsinden x argümanına sinüs fonksiyonunu uygular.

sin( 0.0 ) is 0

sqrt( x ) Pozitif x argümanının karekökünü hesaplar.

sqrt( 9.0 ) is 3.0

tan( x ) Radyan cinsinden x argümanına tanjant fonksiyonunu uygular.

tan( 0.0 ) is 0

Matematik Kütüphanesi Fonksiyonları

Örnek: pow Fonksiyonu

Fonksiyonlar Nasıl Çağrılırlar?

Fonksiyon Formatı“döndürülen veri tipi” “FonksiyonunAdı”(parametre listesi){

deklarasyonlar ve deyimler;return anahtar kelimesi;

}

Parametre listesindeki birden fazla parametre birbirlerinden virgül ile ayrılır. Herbir parametre fonksiyon içerisinde bir değişken olarak kullanılacağı için bir isme ve bir veri tipine sahiptir.

Döndürülen veri tipi “void” ise bu fonksiyon hiçbir veri geri döndürmez ve return anahtar kelimesi kullanılmak zorunda değildir.

Fonksiyon Prototipi

Fonksiyon prototipi, derleyiciye, kullanılacak fonksiyonun adını, döndürülecek veri tipini, kaç parametre alınacağını ve tiplerini, bu parametrelerin hangi sırada olacağını hatırlatır. Parametre olarak kullanılan değişkenlerin isimleri prototip içine yazılmaz. Sadece değişkenlerin veri tipleri yazılır. Eğer fonksiyon prototipte tanımlandığı gibi çağrılmazsa derleyici hata verir. Bütün bunlar fonksiyon kullanımını daha da kolaylaştırmak ve yapılacak yanlışları önlemek içindir.

Eğer fonksiyon, çağrılmadan önce tanımlanmışsa prototipe gerek yoktur. Sonra tanımlanmışsa gerek vardır.

Örneğin: int Maksimum(int,int,int); prototipi Maksimum adlı fonksiyonun 3 integer parametre alacağını ve geriye yine bir integer döndüreceğini söyler.

void Fonksiyonlarvoid EkranaBas(); şeklinde tanımlı prototip EkranaBas adlı fonksiyonun hiçbir argüman almadığını ve geriye hiçbir değer döndürmediğini söyler bize.

Paskal Notasyonu

Fonksiyonlar isimlendirilirken en fazla kullanılan notasyonlardan birisi Paskal notasyonudur (pascal notation). Bu notasyon, fonksiyon ismi birden fazla kelime içeriyorsa ilk kelime de dahil bütün kelimelerin ilk karakterlerinin büyük harfle yazıldığı bir notasyondur. KaresiniAl, AsalMi, Swap gibi.

Başlık (Header) Dosyaları

Standart kütüphanenin her bir elemanı, bünyesinde barındırdığı fonksiyonların prototiplerini ve tanımlarını “başlık dosyası” olarak isimlendirdiğimiz ve “include” deyimi ile programımızın başına eklediğimiz dosyaların içerisinde saklar.

Standart kütüphaneden eklediğimiz “başlık” dosyaları < ile > karakterleri arasına konur. Kullanıcının oluşturduğu “başlık” dosyaları ise " ile " karakterleri arasına yerleştirilir ve uzantısı ".h" dir.

Örnek: #include <iostream> #include "bm104.h"

C++ Standart Kütüphanesinin Başlık Dosyaları

C++ Standard Library Header File

Açıklama

<iostream> Standart input ve output işlemleri için gerekli fonksiyon prototiplerini ve tanımlarını içerir. Mesela cout ve cin kullanabilmek için bu header dosyası gereklidir.

<iomanip> Veriyi formatlı yazdırabilmek için gerekli fonksiyon prototiplerini ve tanımlarını içerir. Mesela setprecision kullanabilmek için bu header dosyası gereklidir.

<cmath> Matematik kütüphanesinde tanımlı fonksiyonların prototiplerini ve tanımlarını içerir. (pow, ceil veya floor gibi)

<cstdlib> Rakamları metinlere, metinleri rakamlara çeviren fonksiyonların ve rastgele sayı üreten fonksiyonların prototiplerini ve tanımlarını içerir. (atoi, atof, rand veya srand gibi)

C++ Standard Library Header File

Açıklama

<ctime> Zaman ve tarih manipülasyonu için kullanılan fonksiyonların prototiplerini ve tanımlarını içerir. (time gibi)

<vector>, <list>, <deque>, <queue>, <stack>, <map>, <set>, <bitset>

Bunlar C++ standart kütüphanesi içinde depolama amaçlı kullanılan sınıfların (classes) header dosyalarıdır.

<cctype> Karakterlere ve metin dizilerine uygulanabilecek testleri içeren fonksiyonların prototiplerini ve tanımlarını içerir. Mesela bir karakterin harf mi veya noktalama işareti mi olduğunu bulmamıza yarayan bir fonksiyon bu header dosyası eklenerek kullanılabilir. (Ya da küçük harfleri büyük harflere çeviren ya da tam tersi.) (isdigit, islower, tolower veya toupper gibi)

<cstring> C programlama dilinin stiline uygun string proses etmek için kullanılacak fonksiyonların prototiplerini ve tanımlarını içerir. (strcpy veya strncmp gibi)

C++ Standart Kütüphanesinin Başlık Dosyaları

C++ Standard Library Header File Açıklama

<fstream> Hard diskteki bir dosyadan bilgi okuma veya dosyaya bilgi yazma amacıyla kullanılacak fonksiyonların prototiplerini ve tanımlarını içerir.

<string> C++ Standart kütüphanesinde tanımlı string sınıfının (class) tanımını içerir.

<sstream> Bellekteki stringlerin okunması ve yazılması için gerekli fonksiyonların prototiplerini ve tanımlarını içerir.

<functional> C++ Standart kütüphanesinde mevcut algoritmalara ait sınıfların ve fonksiyonların tanımlarını içerir.

C++ Standart Kütüphanesinin Başlık Dosyaları

C++ Standard Library Header File

Açıklama

<iterator> C++ kütüphanesindeki depolayıcıların içindeki verilere ulaşmak için gerekli sınıf tanımlamalarını içerir.

<algorithm> C++ kütüphanesindeki depolayıcıların içindeki verileri manipule etmek için gerekli fonksiyonları içerir. (find, count veya swap gibi)

C++ Standart Kütüphanesinin Başlık Dosyaları

Rastgele integer Sayı ÜretmeStandart kütüphaneden <cstdlib> include edilir ve burada

tanımlı rand() fonksiyonu bu iş için kullanılır.rand() fonksiyonu 0 ile RAND_MAX arasında rastgele bir

tamsayı üretir. RAND_MAX cstdlib kütüphanesi içerisinde tanımlı sabit bir sayıdır ve değeri şu an itibariyle 32767 dir.

rand() fonksiyonunun ürettiği rastgele sayı istenilen aralığa modülüs(%) operatörü kullanılarak çekilir.

Örneğin rand()%6 bize 0 ile 5 arasında integer sayılar üretir. Örneğin rand()%6+1 bize 1 ile 6 arasında integer sayılar

üretir.rand() fonksiyonu programımızı test veya debug ederken

bize kolaylık olsun diye programı çalıştırdığımız her sefer aynı sayıyı üretir.

Soru.........

32 ile 122 arasında rastgele bir tamsayı üretecek C++ deyimi aşağıdakilerden hangisidir?

a) rand()%122+32b) rand()%32+122c) rand()%90+32d) rand()%32+90e) Hocam!! Bu tür sorularla aklımızı karıştırmayınız

Örnek: rand() Fonksiyonu

srand(seed) Fonksiyonu

Programımızı test ettikten ve tam olarak çalıştığına emin olduktan sonra programın çalıştırıldığı her sefer farklı bir sayı üretilsin isteriz.

Bunun için yine standart kütüphanenin <cstdlib> header dosyasından srand fonksiyonunu kullanırız. srand fonksiyonu kendisine unsigned int veri tipine sahip bir argüman alır. Bu argüman çekirdek değer (seed) olarak adlandırılır.

Örnek: srand(seed) Fonksiyonu

srand(time(0)) Fonksiyonu

Her seferinde farklı bir çekirdek değer girmek yerine srand fonksiyonuna argüman olarak standard kütüphanenin <ctime> header dosyasının içinde tanımlı time fonksiyonu kullanılır.

Örneğin time(0) (time fonksiyonu sıfır değerini kendisine argüman olarak almış) bilgisayarın o anki saat değerini saniye cinsinden geriye döndürür.

srand(time(0)) ise üretilen bu saat değerini unsigned integer e çevirir ve çekirdek değer olarak kullanır.

Örnek: srand(time(0)) Fonksiyonu

Rekürsif Fonksiyonlar

5!=5*4!=5*4*3! ….. (Rekürsif Faktöriyel)

35=3*34=3*3*33 ….. (Rekürsif Üs Alma)

4*7=4+4*6=4+4+4*5 ….. (Rekürsif Çarpma)

Rekürsif FonksiyonlarŞu ana kadar gördüğümüz ve tanımladığımız

fonksiyonlarda hiyerarşik bir yapı içerisinde bir fonksiyon başka bir fonksiyonu çağırıyordu. Bazı problemler için fonksiyonların kendi kendilerini çağırmaları daha faydalı olabilir. Bu tür fonksiyonlara Rekürsif Fonksiyonlar denir.

Bir rekürsif fonksiyonun ne zaman kendi kendini çağırmayı durduracağını bilmesi gerekir. Biz buna temel durum (base case) diyoruz. Eğer bu şart sağlanmazsa program sonsuza kadar çalışır.

Öte yandan rekürsif fonksiyonlarla gerçekleştirilebilen işlemler döngüler ile de yapılabilirler.

Örnek: Rekürsif Faktöriyel Hesaplama

Döngü değişkeninin üst limiti 10 yerine 13 olsaydı ne olurdu? Programınız mevcut haliyle 13 sayısının faktöriyelini doğru olarak hesaplar mıydı? Bu sorunu nasıl çözüme kavuşturursunuz?

5!

Değer ve Referans ile Fonksiyon Çağırma

Birçok bilgisayar dilinde argümanlar fonksiyonlara iki şekilde iletilirler. Değer ile (call-by-value) veya Referans ile (call-by-reference).

Bir argüman Değer ile bir fonksiyona aktarıldığında argümanın bir kopyası alınır ve fonksiyon içersinde değerlendirilir. Fonksiyon içinde argüman değerine yapılan değişiklikler fonksiyonun çağrıldığı yerdeki değişkeni etkilemez. (ORİJİNAL EVRAKIN FOTOKOPİSİ) Bu sunuda şu ana kadar gördüğümüz örneklerde güvenli olduğu için hep bu yolu kullandık.

Ama bazı durumlarda Referans ile fonksiyon çağırmak icap eder. Bu yolla, fonksiyonu çağıran, fonksiyona aktardığı argümanın değiştirilmesine de izin vermiş olur. (ORİJİNAL EVRAK) Bu tür bir fonksiyona en güzel örnek “swap” fonksiyonudur.

Referans parametresi ya da argümanı ile ilgilendiğimizi göstermek için “&” karakterini kullanırız.

geciciDegisken=A;A=B;B=geciciDegisken;

A B

!!! GEÇİCİ BİR DEĞİŞKENE İHTİYAÇ VAR !!!

Elinizdeki TV kumandası yardımıyla kayıtlı 2 kanalın yerini nasıl değiştirirsiniz?

İKİ DEĞİŞKENİN DEĞERİNİN YER DEĞİŞTİRMESİ (SWAPPING)

Değer ile Swap Fonksiyonu (Çalışmaz)

Referans ile Swap Fonksiyonu (Çalışır)

Soru

Fonksiyonlar return komutuyla sadece bir değer geriye çevirirler (döndürürler). Geriye birden fazla değer çevirebilmek (döndürebilmek) için ne yapmamız gerekir?

(3 sayının en küçüğünü ve en büyüğünü tek bir fonksiyon içerisinde hesaplayıp geriye döndürmeniz gerektiğini hayal edin.)

(void fonksiyonların hangi amaçlarla kullanıldıklarını hatırlayın.)

Referans ile Değişken Kontrolü

Referanslar başka değişkenlerin yerine takma isim (alias) olarak da kullanılabilirler.

Alias (orijinal değişkenin başka bir adı olarak da düşünülebilir) olarak tanımlanan bir değişken üzerinde yapılan her türlü işlem orjinal değişken uzerinde de gerçekleşir.

Alias değişkenler MUHAKKAK ilk değerli (initialization) olarak deklare edilmelidirler.

Örnek:int count = 1;int &ref = count;ref++;

• count değişkeninin değeri ref adlı alias kanalıyla 1 artırılır.

Fonksiyon Aşırı Yüklemesi (Function Overloading)

C++ aynı fonksiyon adına sahip birden fazla fonksiyonun kullanımına izin verir. Ancak bu durum sadece aynı adlı fonksiyonların farklı argüman listelerine ya da dönüş değerlerine sahip olması durumunda geçerlidir.

C++ derleyicisi aşırı yüklenmiş bir fonksiyon çağrıldığında fonksiyonun kaç argümana sahip olduğuna, argüman veri tiplerine ve argümanların sırasına bakarak uygun fonksiyonu çalıştırır.

Fonksiyon aşırı yüklemesi, genellikle, benzer işleri farklı veri tipleri üzerinde yapan aynı ada sahip fonksiyon tanımları için kullanılır.

Örnek:int KaresiniAl(int x){return x*x;}double KaresiniAl(double y){return y*y;}

Fonksiyon Şablonları (Function Templates)

Fonksiyon şablonlarını kullanarak aynı işlemi farklı veri tipleri üzerinde yapan fonksiyonlar için birden fazla fonksiyon tanımı yapmak zorunda kalmayız.

Fonksiyon şablonları template anahtar kelimesi ile başlar ve veri tipleri class anahtar kelimesi ile “<“ ve “>” karakterleri arasında tanımlanır.

Fonksiyon Şablonları (Function Templates)

Yazdığımız programlar ya hiç çalışmayabilir ya da çalışır ama beklediğimiz sonuçları üretmez.

ÇALIŞAN AMA BEKLEDİĞİMİZ GİBİ SONUÇLAR ÜRETMEYEN programlarımızdaki MANTIKSAL hataları bulmak için Visual Studio programının DEBUG menüsü seçeneklerinden faydalanırız.

Debug Menüsü -> Run To Cursor (Ctrl+F10): İmlecin bulunduğu satırın öncesindeki bütün satırlar Visual Studio tarafından işletilir ve kontrol imlecin olduğu satırda kullanıcıya devredilir.

Debug Menüsü -> Step Over (F10): Kontrolü devralan kullanıcı F10 tuşu yardımıyla programın kalan satırlarını manuel olarak işletir. F10 tuşu fonksiyonların içerisine dallanmaz.

Debug Menüsü -> Step Into (F11): F11 tuşu yardımıyla fonksiyonların içerisine de girilir.

Programlarımızdaki mantıksal hataları tespit edebilmenin bir başka yolu da hatanın kaynaklanabileceğini düşündüğümüz noktanın (noktaların) öncesine veya sonrasına cout deyimleri eklemektir.

Hata Ayıklama (Debugging)(Ne Umuyordum Ne Buldum?)