C Dizileri: Bellekte Yan Yana Yaşayan Veriler

C dilinde çok sayıda aynı tür veriyi ayrı ayrı değişkenlerle yönetmek, her yolcu için ayrı otobüs çağırmaya benzer. Diziler ise tüm yolcuları tek araca bindirir: Veriler ardışık bellek hücrelerinde saklanır, ortak bir adla yönetilir ve indeksler sayesinde hızlıca erişilebilir hâle gelir.

``

Dizi Nedir?

Dizi, aynı veri türüne sahip sabit sayıda elemanın bellekte art arda tutulduğu veri yapısıdır. Beş öğrencinin notlarını saklamak için beş değişken tanımlamak yerine şöyle bir dizi oluşturabiliriz:

int notlar[5] = {78, 85, 92, 64, 90};

Burada notlar dizinin adı, int eleman türü ve 5 kapasitesidir. C dizilerinde indeksler sıfırdan başladığı için ilk eleman notlar[0], son eleman ise notlar[4] olur.

Bellekte Yerleşim Mantığı

Bir dizinin en önemli özelliği, elemanlarının ardışık adreslerde bulunmasıdır. Dizinin başlangıç adresi $B$, her elemanın boyutu $s$ bayt ise $i$ indeksli elemanın adresi şu formülle hesaplanır:

Örneğin int türünün 4 bayt olduğu bir sistemde başlangıç adresi 1000 olan dizinin A[3] elemanı şu adrestedir:

Bu doğrudan hesaplama sayesinde herhangi bir elemana erişim sabit zamanda gerçekleşir: $O(1)$. Bilgisayarın önceki elemanları tek tek gezmesi gerekmez.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int sayilar[4] = {10, 20, 30, 40};

    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        printf("sayilar[%d] = %d, adres = %p\n",
               i, sayilar[i], (void *)&sayilar[i]);
    }

    return 0;
}

Bu program her elemanın değerini ve adresini gösterir. Çıktıdaki adres farklarının genellikle sizeof(int) kadar olduğunu görebilirsiniz. Böylece ardışık yerleşim yalnızca teori olmaktan çıkar, terminalde görünür hâle gelir.

Dizi Adı ve Pointer İlişkisi

Çoğu ifadede dizi adı, ilk elemanın adresine dönüşür. Bu nedenle sayilar ile &sayilar[0] aynı başlangıç konumunu gösterir. İndeksleme de pointer aritmetiğiyle yakından ilişkilidir:

int degerler[] = {5, 10, 15};
printf("%d\n", degerler[1]);
printf("%d\n", *(degerler + 1));

İki satır da 10 yazdırır. Ancak dizi ve pointer tamamen aynı kavram değildir. Dizi için ayrılmış alan sabittir; dizi adına yeni bir adres atanamaz. Pointer ise farklı adresleri gösterebilen ayrı bir değişkendir.

Dizileri Döngülerle Yönetmek

Dizilerin asıl gücü döngülerle ortaya çıkar. Aşağıdaki kod, notların toplamını ve ortalamasını hesaplar:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int notlar[] = {78, 85, 92, 64, 90};
    int adet = sizeof(notlar) / sizeof(notlar[0]);
    int toplam = 0;

    for (int i = 0; i < adet; i++) {
        toplam += notlar[i];
    }

    double ortalama = (double) toplam / adet;
    printf("Ortalama: %.2f\n", ortalama);
    return 0;
}

sizeof(notlar) / sizeof(notlar[0]) ifadesi toplam dizi boyutunu tek elemanın boyutuna bölerek eleman sayısını bulur. Bu yöntem yalnızca gerçek dizi aynı kapsamdayken güvenilirdir; fonksiyona aktarılan dizi parametresi pointer gibi davranır.

Sınırların Dışına Çıkma Tehlikesi

C, indeksleri otomatik olarak denetlemez. Beş elemanlı bir dizide notlar[5] kullanmak tanımsız davranıştır. Program çökebilir, yanlış sonuç üretebilir veya çalışıyor gibi görünebilir. En sinsi ihtimal de sonuncusudur!

Bu nedenle döngü koşullarında i < adet tercih edilmeli, i <= adet hatasından kaçınılmalıdır. Diziler hızlı ve verimlidir; fakat güvenlik kemerini programcı takar.