Değişkenler ve veri tipleri

Değişken, bellekte bir değeri saklayan ve ona isim veren kutudur. C++ statik tipli bir dildir: her değişkenin tipi derleme anında bellidir ve sonradan değişmez. Bu katılık ilk başta yorucu görünür ama hataları program çalışmadan yakalar.

Temel tipler

Boyutlar platforma göre değişebilir; sizeof(int) ile kendi derleyicinde ölçebilirsin. Gömülü sistemlerde boyutun kesin olması gerekir. O zaman <cstdint> başlığındaki std::uint8_t, std::int16_t, std::uint32_t gibi tipleri kullanırsın.

ADC örneği

Bir mikrodenetleyicinin 10 bitlik ADC'si 0-1023 arası bir sayı okur. Referans gerilimi 3,3 V ise okunan sayıyı gerilime çevirmek için V = okuma * Vref / 1023 formülünü kullanırız.

#include <cstdint>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    const double vref = 3.3;
    const int adcMax = 1023;
    int okuma = 512;
    double gerilim = okuma * vref / adcMax;

    std::cout << std::fixed << std::setprecision(3);
    std::cout << "ADC: " << okuma << " -> " << gerilim << " V\n";

    std::cout << "7 / 2   = " << 7 / 2 << '\n';
    std::cout << "7 / 2.0 = " << 7 / 2.0 << '\n';

    std::uint8_t sayac = 250;
    sayac += 10;
    std::cout << "uint8_t: " << static_cast<int>(sayac) << '\n';

    std::string kart = "STM32";
    auto uzunluk = kart.size();
    std::cout << kart << " (" << uzunluk << " karakter)\n";
    return 0;
}

ADC: 512 -> 1.652 V
7 / 2   = 3
7 / 2.0 = 3.500
uint8_t: 4
STM32 (5 karakter)

Bu çıktıdan öğrendiklerimiz

const

const ile tanımlanan değer değiştirilemez. Referans gerilimi gibi sabitleri const yapmak hem yanlışlıkla değiştirmeyi önler hem de niyetini belli eder.

Tam sayı bölmesi

7 / 2 sonucu 3'tür, çünkü iki taraf da int olduğunda sonuç da int olur ve kesir atılır. En az bir taraf double ise (örn. 7 / 2.0) sonuç 3.5 çıkar. Ortalama hesaplarken en sık yapılan hata budur.

Taşma (overflow)

std::uint8_t en fazla 255 tutar. 250'ye 10 eklediğimizde sonuç 260 olurdu ama bu tipte 256'ya göre mod alınır ve 4 kalır. İşaretsiz tiplerde bu "sarma" tanımlıdır; işaretli int taşması ise tanımsız davranıştır ve çok tehlikelidir.

auto

auto derleyiciye "tipi sağ taraftan çıkar" der. kart.size() bir std::size_t döndürür; tipin adını ezberlemene gerek kalmaz. Yine de tip önemliyse açıkça yazmak okunurluğu artırır.

Kendin dene

1. 12 bitlik bir ADC için (maksimum 4095) okuma değeri 2048 ve referans 5 V olsun; gerilimi hesaplayıp yazdır.
2. İki int değişkenin ortalamasını hesapla. Önce yanlış (tam sayı bölmesiyle), sonra doğru yolla.
3. std::uint8_t değişkenine 255 ata, bir ekle ve sonucu yazdır.