Bu makale, veri yapılarının programlama dilinde kullanımını ve algoritmaların oluşturulmasında nasıl önemli bir araç olduğunu açıklamaktadır Diziler, en temel veri yapısı olup sıralı verileri saklar Bağlı listeler ise elemanların birbirine bağlı olduğu hızlı ve esnek bir veri yapısıdır Ağaçlar ise hiyerarşik bir örgütlenmeyi sağlayan veri yapısıdır Makalede ayrıca, veri yapısı kullanımına örnek olacak sınıf notları listesi veya kitap listesi gibi durumlar verilirken dinamik dizi ve ağaçlar gibi yapıların birçok algoritmaya uyarlanabilir örnekleri de verilir

Veri yapıları, programlama dilinde kullanılan verilerin düzenlenmesi, depolanması ve işlenmesi için önemli bir araçtır. Veri yapıları, verilerin daha hızlı ve etkili bir şekilde işlenmesini ve yönetilmesini sağlar. Pratik algoritmalar, genellikle veri yapıları kullanılarak uygulanır ve çeşitli programlama sorunlarına çözümler sunar. Bu nedenle, veri yapılarının ve algoritmaların kullanımı, programcılar için önemli bir konudur.

Diziler

Diziler, aynı türdeki verileri saklamak için kullanılan en temel veri yapılarından biridir. Dizilerde veriler, sıraya göre saklanır ve her bir veriye, o verinin dizindeki sıra numarası (index) ile erişilebilir. Dizilerin boyutu sabit olduğundan, elemanlarının eklenmesi ve çıkarılması kısıtlıdır.

Diziler, pratik algoritmalar açısından oldukça önemlidir. Örneğin, bir dizinin elemanlarının toplamını bulmak gibi basit bir işlem yaparken döngülerden yararlanarak pratik bir algoritma oluşturulabilir. Aynı zamanda, bir dizinin içindeki belli bir elemanı aramak gibi karmaşık işlemler de yapılabilir.

• Dizilerin kullanımına örnek olarak, bir sınıfın öğrencilerinin notlarının saklanması verilebilir. Bu notlar, bir dizi içinde saklanabilir ve böylece not ortalaması gibi işlemler yapılabilir.
• Bir diğer örnek ise, bir kitap listesinin oluşturulmasıdır. Bu liste, bir dizi içinde saklanabilir ve kitapların isimleri, yazarları ve yayın tarihleri gibi bilgiler dizi elemanları olarak saklanabilir.

Dizilerin avantajlarından biri, hızlı bir şekilde erişilebilir olmasıdır. Elemanlara erişmek için sadece bir sıra numarası kullanmak yeterlidir. Ancak, dizilerin boyutu sabit olduğu için eleman ekleme ve silme işlemleri zordur. Bu nedenle, dinamik veri yapıları bazen daha çok tercih edilir.

Bağlı Listeler

Bağlı listeler, verilere erişimde daha esnek ve daha hızlı bir yol sunarlar çünkü birbirleriyle bağlantılı haldedirler. Dizilerin aksine, bağlı listelerde her elemana doğrudan erişilemez ancak her elemanın kendisine özgü bir referansı bulunur. Bu nedenle, elemanların eklenmesi, silinmesi ve değiştirilmesi daha kolaydır. Buna ek olarak, bağlı listeler dinamik de olabilir, yani elemanların sayısı sınırlandırılmamıştır ve ihtiyaç duyuldukça elemanlar eklenebilir veya silinebilir. Ancak, bağlı listelerin dezavantajı, bellekte daha fazla yer kaplamaları ve bir dizide bulunan elemanlara göre daha yavaş çalışmalarıdır. Bağlı listelerin bazı pratik algoritması ise elemanları sıralama, ters sıralama, parçalama, birleştirme işlemleri olabilir.

Dairesel Bağlı Listeler

Dairesel bağlı listeler, her bir elemanın bir sonraki elemana referans verdiği ve son elemanın birinci elemana referans verdiği bir çember şeklinde yapılardır. Bu yapılarda elemanlara herhangi bir sıralama yoktur ve dolayısıyla bir sıra nedeniyle elemana erişmek gerektiğinde, tüm yapının taranması gerekir.

Dairesel bağlı listeler, sıklıkla veri depolama için kullanılır ve özellikle doğrusal bir veri yapısı gerekli olduğunda tercih edilirler. Elemanların eklenmesi ve çıkarılması kolaydır ve bu yapılarda işlemler hızlıdır.

Pratik algoritmalar arasında, dairesel bağlı listeleri ters çevirme, ortadaki elemanı bulma ve son elemanın n öncesindeki elemanı bulma gibi işlemler yer alır. Dairesel bağlı listeler, birçok programlama dili için önceden tanımlanmış bir veri yapısıdır, bu nedenle başka bir yapı oluşturmadan doğrudan kullanılabilirler.

Çift yönlü bağlı listeler

Çift yönlü bağlı listeler, diğer bağlı listelerden farklı olarak, elemanların hem önceki hem de sonraki elemanlarına erişme yeteneği kazandıran bir veri yapısıdır. Her eleman, hem bir önceki hem de bir sonraki elemana işaret eden iki işaretçi içerir.

Bu özellik sayesinde, çift yönlü bağlı listeler birçok programlama probleminin çözümünde kullanılır. Bu liste türü, veri yapısında hem ileri hem de geri hareket edebilmenizi sağlar.

Çift yönlü bağlı listelerin bazı pratik algoritmalara örnek olarak, eleman ekleme, eleman çıkarma ve listeyi ters çevirme gibi işlemler verilebilir. Bu algoritmalarda, elemanların önceki ve sonraki işaretçileri değiştirilerek işlem gerçekleştirilir.

Dinamik Dizi

Dinamik dizi, programlamada sıklıkla kullanılan bir veri yapısıdır. Sabit boyutlu dizilerin yerine, verilerin esnek bir şekilde eklenebildiği bir tür veri yapısı olarak tanımlanabilir. Dinamik dizi, bellekteki mevcut boş alanı kullanarak verilerin depolanmasını sağlar. Bu sayede, verileri eklemek veya çıkarmak için sabit bir boyut sınırlaması yoktur.

Dinamik dizinin en yararlı özelliklerinden biri, istenilen herhangi bir noktada veri ekleme ve çıkarmanın kolay olmasıdır. Yani, dizinin başına veya sonuna veri ekleme veya çıkarma işlemi gerçekleştirebilirsiniz. Dinamik dizinin kullanımı, bellek yönetimi ve veri işleme açısından büyük kolaylıklar sağlar.

Dinamik dizinin bazı pratik algoritmaları da bulunmaktadır. Bunlardan biri, verilerin dizinin içinde birbirleriyle yerlerini değiştirmesidir. Diğer bir örnek ise, büyük miktardaki verilerin işlenmesi sırasında dinamik dizinin kullanılmasıdır. Bu örnekler, dinamik dizinin ne kadar işlevsel bir veri yapısı olduğunu göstermektedir.

Ağaçlar

Ağaçlar, birbirine bağlı olan verilerin hiyerarşik bir şekilde düzenlenmesini sağlayan veri yapısıdır. Her ağaç yapısı bir kök düğümü ve bu kök düğüme bağlı alt düğümleri içerir. Alt düğümler de kendilerine bağlı alt düğümleri olabilir. Bu şekilde ağaç, dallanmalar ve hiyerarşik bir yapı oluşturur.

Ağaçlar sıklıkla veri yapıları analizinde ve sıralama gibi işlemlerde kullanılır. En yaygın kullanılan ağaç türleri binary search trees, AVL trees ve heaplerdir.

• Binary search trees: Ağaç veri yapısının bir türüdür ve verilerin sıralı olarak düzenlenmesini sağlar. Bu sayede arama işlemi logaritmik zaman karmaşıklığına sahiptir.
• AVL trees: Sıralı bir ağaç yapısıdır ancak binary search trees'den farklı olarak her düğümün sol ve sağ alt ağacı yüksekliği farkı en fazla 1'dir. Bu sayede arama, ekleme ve silme işlemleri logaritmik zaman karmaşıklığına sahiptir.
• Heapler: Ağaç veri yapısı kullanılarak oluşturulan bir tür veri yapısıdır. Genellikle heapify, heap sort ve priority queues gibi işlemlerde kullanılır.

Ağaç veri yapıları analizinde büyük önem taşıdığı için programlama alanında sıklıkla kullanılır. Bu nedenle, ağaçlar hakkında detaylı bir bilgi edinmek programcılar için oldukça faydalı olacaktır.

Binary Search Trees

Binary Search Trees (BST), verilerin etkin bir şekilde sıralanıp aranabilmesi için kullanılan bir ağaç veri yapısı türüdür. BST'ler, her düğümün en fazla iki alt düğümü olduğu ve sol alt düğümün her zaman sol alt ağacın değerlerinden küçük, sağ alt düğümün ise sağ alt ağacın değerlerinden büyük olduğu bir ağaç yapısına sahiptir.

BST'lerin veri yapısı, verilerin sıralanması gereken durumlarda oldukça faydalıdır. BST'ler, verilerin hızlı bir şekilde ekleme, silme ve arama işlemlerinin yapılabilmesine olanak tanır. Arama işlemleri, düğümlerin sıralamasına göre yapılabildiği için oldukça hızlıdır.

BST'lerin kullanım alanları oldukça geniştir. Örneğin, verilerin alfabetik sıraya göre sınıflandırılması, verilerin sıralı olarak depolanması gibi birçok alanında kullanılabilirler.

Heap

Heap, bir ağaç yapısı kullanılarak oluşturulan bir veri yapısıdır. Heapler, en çok kullanılan veri yapılarından biridir ve özellikle sıralama algoritmaları gibi uygulamalarda sıklıkla kullanılırlar. Heapler, ağaç yapısındaki düzenlemeleri kullanarak elemanları sıralar ve bu sayede sıralama işlemlerinin hızlı bir şekilde gerçekleştirilmesini sağlar.

Heapler, daha önce bahsedilen ağaç yapısı kullanılarak oluşturulur. Özellikle tamamı dolu veya neredeyse dolu olan ağaçlar kullanılarak heap yapısı oluşturulur. Heap yapısı, düğümlerin belirli kurallara göre düzenlendiği bir ağaç yapısıdır. Bu kurallar, genellikle tamamlayıcı sıra kurallarıdır. Yani, eğer bir düğümdeki değer diğer düğümlerdeki değerlerden daha büyükse, bu düğümün sol ve sağ alt düğümlerindeki değerler de aynı şekilde düzenlenir.

• Heap yapısı, bir düğümün sol ve sağ yanında bulunan düğümlerinden daha küçük veya bir önceki elemandan daha büyük bir değeri olmadığı sürece, sağlıklı kalır.
• Heaplerde ağaç genellikle tamamlanmış bir forma sahiptir, bu da belirli bir şekil kurallarını takip eder ve en üstteki düğüm dışındaki tüm düğümler tamamen doludur.

Heapler, ağaç yapısının avantajlarının yanı sıra, kısıtlı alanlarda verilerin güvenli bir şekilde saklanmasını da sağlar. Heap yapısı, sıralama algoritmalarında etkili bir rol oynar ve hızlı bir şekilde büyük veri kümelerini sıralama işlemlerine tabi tutabilir.