Objective-C'de Veri Yapıları ve Algoritmalar, programlama dünyasında oldukça önemli bir konudur Bu kitap, Objective-C kullanarak veri yapılarının ne olduğunu ve çeşitli algoritmaların nasıl uygulanacağını anlatıyor Bu kitap, başlangıç seviyesinden ileri seviyeye kadar her seviyedeki okuyucular için uygun ve anlaşılır bir kaynak olarak değer kazanıyor Eğer siz de Objective-C öğrenmek istiyorsanız, Veri Yapıları ve Algoritmalar kitabı tam size göre!
Objective-C dilinde, programlama işlemleri gerçekleştirirken, verileri tutmak ve işlemek için bir dizi veri yapısı ve algoritma bulunur. Bu veri yapıları ve algoritmalar kodun işleyişini optimize etmeye yardımcı olurlar.
Bu makalede, Objective-C dilinde kullanılan veri yapıları ve algoritmaların özellikleri ve kullanımları hakkında bilgi verilecektir. Bu sayede, Objective-C dilindeki programlama sürecinde verimli bir şekilde kullanılabilecektir. Listeler, sıralama algoritmaları, arama algoritmaları ve diziler gibi sık kullanılan veri yapıları hakkında bilgi edinerek, kod yazma süreci daha da kolaylaşacaktır.
Diziler ve Listeler
Objective-C'de veri yapılarının en sık kullanılanlarından biri dizilerdir. Bir dizi, farklı tipteki verileri tutan ve bir veya daha fazla boyutu olan bir yapıdır. Ayrıca, diziler bellekte ardışık olarak saklandığından, dizinin herhangi bir öğesine doğrudan erişilebilir. Dizilerin yanı sıra, Objective-C'de sıkça kullanılan bir diğer veri yapısı da listelerdir.
Bir liste, bir diziye benzer bir yapıdır ancak boyutu değiştirilebilir ve veriler herhangi bir yerde eklenebilir veya çıkarılabilir. Genellikle bir baş ve son düğümü olan ve verileri birbirine bağlayan bir dizi elemandan oluşurlar. Objective-C'de, genellikle dinamik veri yapıları kullanıldığından, listeleri diziye tercih edebilirsiniz. Ancak, özellikle sabit boyutlu bir veri kümesi söz konusu olduğunda, diziler daha verimli bir seçenek olabilir.
Arama Algoritmaları
Objective-C'de kullanılan arama algoritmaları, bir sıralı veri yapısı içinde belirli bir elemanı bulmayı amaçlar. Bu veri yapısı genellikle bir dizi veya liste olarak ifade edilir. İki temel arama algoritması kullanılır: lineer arama ve binary search.
- Lineer Arama: Lineer arama, veri yapısı içindeki her elemanın tek tek kontrol edilmesiyle gerçekleştirilir. En kötü durumda, tüm elemanlar kontrol edilmeli ve hedef eleman bulunana kadar arama devam etmelidir. Bu nedenle, lineer arama için en kötü durum karmaşıklığı O(n) dir.
- Binary Search: Binary search, veri yapısı içindeki orta elemanın kontrol edilmesi ve hedef elemanın ortaya çıkan yarısında arama yapılmasıyla gerçekleştirilir. Bu işlem, orta eleman bulunana kadar tekrarlanır ve hedef eleman bulunduğunda arama sona erer. Binary search için en kötü durum karmaşıklığı O(log n) dir.
Arama algoritmaları, performansı ve hedefin veri yapısı içinde ne kadar sıklıkla bulunduğuna bağlı olarak seçilmelidir. Örneğin, veri yapısı sıralı değilse, lineer arama kullanmak daha uygun olabilir. Ancak, veri yapısı sıralıysa ve arama sıklıkla yapılıyorsa, binary search kullanmak daha hızlı ve verimli olabilir.
Lineer Arama
Lineer arama, temel arama algoritmasıdır ve bir dizi içinde aranılan elemanın (anahtar) bulunmasına izin verir. Bu yöntem, her elemanın sırayla kontrol edilmesini gerektirir. Lineer arama algoritması, bir dizi içinde öğe aramak için en basit algoritmalardan biridir.
Objective-C'de, bir dizi içinde bir öğeyi bulmak için lineer arama algoritması kullanabilirsiniz. Bu işlem için, bir anahtar değer bulunana kadar dizi elemanları tek tek kontrol edilir. Bu anahtar değere ulaşıldığında, aramanın çalışmasını durdurabilir ve sonucu döndürebilirsiniz.
Örneğin, bir dizi içinde bir kelime ararken, lineer arama algoritması her bir kelimeyi sırayla kontrol edecektir. Eğer aranan kelime bulunursa, program aramanın çalışmasını durduracak ve sonucu döndürecektir.
Aşağıdaki örnek, bir dizi içinde arama yapmak için Objective-C'de lineer arama algoritmasını kullanır:
```objective-c- (NSInteger) linearSearch:(NSArray *)array searchValue:(NSNumber *)searchValue { for (NSInteger i = 0; i < [array count]; ++i) { if ([array[i] isEqualToNumber:searchValue]) { return i; } } return NSNotFound;}```
Bu örnekte, aranılan bir sayı olan searchValue, bir array içinde lineer arama algoritması kullanılarak bulunur. Eğer öğe dizide bulunursa, lineerSearch fonksiyonu aramanın yapıldığı indeksi döndürecektir. Eğer öğe dizide bulunamazsa, fonksiyon NSNotFound değerini döndürecektir.
Sonuç olarak, Objective-C'de lineer arama algoritması en basit arama algoritmalarından biridir ve bir anahtar öğesinin bir dizi içinde aranmasını sağlar. Bu algoritma, özellikle küçük boyutlu dizilerde oldukça etkilidir.
Sezgisel Arama
Objective-C dilinde, sezgisel arama algoritması, bir arama anahtarını verilen bir dizide arar. Bu algoritma, lineer arama algoritmasına göre daha hızlıdır. Sezgisel arama algoritması, diziyi rastgele atlayarak arama yapar ve böylece aranacak elemanın konumunu bulmak için daha az adım gerektirir. Algoritmanın performansını ve zaman karmaşıklığını optimize etmek için, genellikle dizinin sıralanmış olması gerekir.
Objective-C'de sezgisel arama algoritmasının uygulanması, normalde standart arama algoritmasına benzer. Ancak algoritma, arama yapmak için dizinin ortasını belirleyen bir orta değişkeni kullanır. Eğer orta değişkeni aranan öğeden büyükse, arama süreci dizinin sol tarafına devam eder. Eğer aranan öğeden küçükse, algoritma dizinin sağ tarafına geçer ve arama süreci burada devam eder. En sonunda aranan öğe bulunur ve dizideki konumu döndürülür.
Sezgisel arama algoritması, veri yapıları ve algoritmalarının temel bir parçasıdır ve Objective-C programlama dilinde sıkça kullanılmaktadır. Bu algoritmayı kullanarak, veri yapıları ve algoritmalarında daha yüksek performans ve daha hızlı sonuçlar elde edebilirsiniz.
Adım Boyutunu Azaltma Araması
Adım Boyutunu Azaltma Araması, lineer arama yönteminden daha hızlı çalışabilen bir algoritmadır. Bu algoritmada, aranacak eleman önceden sıralanmış bir listeye sahip olmalıdır. Algoritma, listenin ortasındaki elemanı seçer ve aranan elemandan büyük veya küçük olup olmadığını kontrol eder. Eğer ortadaki eleman, aranan elemandan büyükse, listenin yarısını atar ve işleme ilk yarısından devam eder. Eğer ortadaki eleman aranan elemandan küçükse, listenin 2. yarısını atar ve işleme 2. yarısından devam eder. Bu işlem listeyi yaklaşık olarak yarı yarıya azaltır ve aramanın hızını artırır.
Objective-C'de Adım Boyutunu Azaltma Araması kullanmak için, sıralı bir liste oluşturulmalıdır. Listede aranacak elemanlar, sıralı bir şekilde yerleştirilmelidir. Ardından, aranacak elemanın pozisyonunu bulmak için Adım Boyutunu Azaltma Araması algoritması kullanılabilir. Algoritma, aranan elemanı aramak için liste üzerinde bölme işlemleri gerçekleştirir. Bu sayede algoritma, aranan elemanın pozisyonunu bulana kadar bölme işlemlerine devam eder.
Aşağıdaki tablo, Adım Boyutunu Azaltma Araması örneğini göstermektedir.
| Adım | Orta Eleman |
|---|---|
| 1 | 5 |
| 2 | 3 |
| 3 | 7 |
| 4 | 6 |
Yukarıdaki tabloda görüldüğü gibi, aranan eleman 6'dır ve listenin ortasındaki eleman 5'tir. Algoritma, 5'i aranan elemandan küçük olduğu için atar ve işlemi listenin sağ yarısından devam ettirir. Daha sonra, ortadaki eleman 7'dir ve aranan elemandan büyüktür. Algoritma, listenin sol yarısını atar ve 3'lü eleman küçük olduğu için işlemi buradan devam ettirir. Algoritma, listenin 2. yarısını atar ve 6. eleman bulunur.
Adım Boyutunu Azaltma Araması, daha büyük veri kümesi aramalarda son derece hızlı ve verimli bir yöntemdir. Algoritma, uygun şekilde uygulandığında doğru sonuçlar verebilir ve performansı arttırabilir. Bu nedenle, Objective-C'de bu algoritmanın kullanımı oldukça yaygındır.
Binary Search
Binary Search, elemanların sıralı bir dizide aranması için kullanılan bir arama algoritmasıdır. Bu algoritma, bir elemanın sıralı dizinin neresinde olduğunu bulmak için bir dizi bölünmüş parçadan oluşur. Bu nedenle, algoritmanın öncelikle sıralı bir dizide çalışması gerekir.
Objective-C'de binary search kullanımı oldukça yaygındır. Bunun için öncelikle sıralı bir dizi oluşturmak gerekir. Diziyi herhangi bir sıralama algoritması kullanarak sıralayabilirsiniz. Binary search'ü uygulamak için, ilk önce dizinin serbest uzayını belirleyin. Dizi sıfırdan başladığı için ilk serbestlik uzayı 0'dan, son serbestlik uzayı ise dizinin son elemanının indexinden bir eksi değerdir. Ardından, elemanları aramak için dizinin ortasını alın ve aranan elemanın dizinin bu ortasına göre konumunu belirleyin. Aranan eleman, dizinin ortasında ise işlem tamamlanmıştır ve elemanın konumu, bulunduğu dizinin indexi ile belirlenebilir. Eğer aranan eleman ortada değilse, dizinin sol veya sağ yarısında arama işlemine devam edin. Bu işlem, eleman bulunana kadar veya serbest uzay kalmayana kadar tekrarlanır.
Bu işlem, lineer arama yöntemine kıyasla daha hızlıdır. Binary search, en kötü durumda bile O(log n) zaman karmaşıklığında çalışır. Bu nedenle, büyük veri kümelerinde arama işlemleri sırasında kullanılması önerilen bir algoritmadır.
Sıralama Algoritmaları
Objective-C'de sıralama algoritmaları, sıralama problemi çözme için tasarlanmıştır. Objective-C'de kullanılan 5 farklı sıralama algoritması, insertion, selection, bubble, merge, ve quick sort'tur.
Insertion sort, en basit sıralama algoritmasıdır ve veri kümesi tek tek elemanlarının karşılaştırarak sıralanır. Listenin ilk elemanı sıralanmış olarak kabul edilir. Daha sonra, önceden sıralanmış kısımdaki her eleman listeye eklenen yeni elemana göre karşılaştırılır ve elemanın doğru konumuna yerleştirilir.
Selection sort, liste içindeki minimum elemanı bulup listenin başına taşır ve aynı işlem liste tamamen sıralanana kadar devam eder. Bu yöntem, küçük veri kümeleri için oldukça uygundur ancak büyük veri kümeleri için performans düşüktür.
Bubble sort, listeyi belirli aralıklarla tarar ve iki elemanın doğru sıralamada olduğunu tespit edilince yer değiştirir. Bu işlem listeye tekrar tekrar uygulanır. Bubble sort, yine küçük veri kümelerinde iyi çalışırken büyük veri kümeleri için çok yavaştır.
Merge sort, sırayla iki alt listeyi sıralayıp, daha sonra iki alt listeyi birleştirerek sort edilmiş bir liste oluşturur. Bu algoritma, paralel işlemler için oldukça uygun olmasına rağmen, yüksek bellek kullanımı nedeniyle büyük veri kümeleri için iyi değildir.
Quick sort, doğru bir şekilde uygulandığı takdirde çok hızlı bir sıralama algoritmasıdır. Algoritma, bir pivot elemanı seçer ve küçük pivot elemanları bir tarafa, büyük pivot elemanları ise öbür tarafa yerleştirilir. Bu işlem, alt listeler sıralanana kadar tekrarlanır ve ardından listeler birleştirilir.
Objective-C'de kullanılan sıralama algoritmaları hakkında bilgi sahibi olduğunuz için, verimli ve doğru algoritmayı seçerek büyük veri kümelerini sıralamak artık daha kolay.
Insertion Sort
Insertion sort, küçük boyutlu diziler için tercih edilen bir sorting algoritmasıdır. Dizinin ilk elemanından başlayarak sırayla elemanlar diziye eklenir ve her eleman eklendiğinde, dizinin önceki elemanları ile karşılaştırılır. Eğer, eklenen eleman dizinin önceki elemanından küçükse, bu iki elemanın yerleri değiştirilir. Önceden eklenen elemanlar da aynı şekilde karşılaştırılır ve doğru yerleştirmeler yapılır. Insertion sort, bubble sort veya selection sort gibi yavaş sıralama algoritmalarından daha hızlıdır, ancak büyük boyutlu dizilerdeki performansı düşük olabilir. Aşağıdaki örnek dizide insertion sort algoritmasının nasıl çalıştığını görebilirsiniz:
Örnek dizi: 54 26 93 17 77 31
1. İlk eleman diziye eklenir. Dizi: 542. İkinci eleman eklenir. Elemanı önceki elemanla karşılaştırıyoruz. İkinci elemanın, birinci elemandan küçük olduğunu görüyoruz ve yerleri değiştiriyoruz. Dizi: 26 543. Üçüncü eleman eklenir. Elemanı önceki elemanlarla karşılaştırıyoruz. Üçüncü eleman, ilk elemandan küçük olduğu için, bu iki elemanın yerini değiştiriyoruz. Ardından, ikinci elemanla karşılaştırıyoruz, üçüncü eleman, ikinci elemandan büyük olduğu için yerini değiştirmiyoruz. Dizi: 26 54 934. Diğer elemanlar da aynı şekilde eklenir ve uygun yerlerine yerleştirilir. Dizi: 17 26 54 77 93 31
Örnek Kod:``` objective-c- (NSMutableArray *)insertionSort:(NSMutableArray *)unsortedArray { for (int i=1; i<[unsortedArray count]; i++) {
int value = [[unsortedArray objectAtIndex:i] intValue]; int j = i - 1;
while (j >= 0 && [[unsortedArray objectAtIndex:j] intValue] > value) { [unsortedArray replaceObjectAtIndex:j+1 withObject:[unsortedArray objectAtIndex:j]]; j = j - 1; } [unsortedArray replaceObjectAtIndex:j+1 withObject:[NSNumber numberWithInt:value]]; } return unsortedArray;}```Yukarıda verilen kod dizisi, Objective-C'de insertion sort algoritmasının nasıl uygulanacağına dair bir örnektir. Bu kod, bir NSMutableArray alır ve uygun şekilde sıralanmış bir NSMutableArray döndürür.
Binary Insertion Sort
Binary insertion sort, Objective-C'de sıralama algoritmalarından biridir. Bu algoritma, insertion sort ile aynı çıkışa sahiptir ve yalnızca arama işlemi için binary search kullanır. Bu da performans açısından insertion sort'a göre daha iyi sonuçlar verir.
Binary insertion sort, verileri iki gruba ayırır: sıralanmış ve sıralanmamış. Sıralanmamış olanlar, sıralanmış grubun doğru konumuna binary search ile yerleştirilir. Bu işlem, sıralanmış listedeki orta noktadan başlayarak gerçekleştirilir. Eğer aranan eleman orta noktada değilse, arama işlemi sağ veya sol yarı kümede devam eder. Bu işlem, sıralama işlemi ile birlikte kullanılabilecek en hızlı arama algoritmasıdır.
Binary insertion sort, yavaş ve daha küçük veri kümeleri için kullanılabilir. Büyük veri kümeleri için ise diğer sıralama algoritmaları daha etkilidir. Binary insertion sort hızlı bir arama algoritması olmasına rağmen insertion sort ile karşılaştırıldığında daha yavaş çalışır. Ancak, verileri sıralama işlemi sonucunda hafıza tüketimi daha azdır.
Sonuç olarak, Objective-C'de kullanılan binary insertion sort algoritması, hafıza tüketimi açısından insertion sort'a göre daha iyi sonuçlar verirken, veri kümesinde arama yapmak için binary search kullanması nedeniyle arama işlemleri açısından hızlıdır. Ancak, büyük veri kümeleri için diğer sıralama algoritmaları daha etkilidir.
Selection Sort
Objective-C programlama dilinde, sıralama algoritmaları arasında yer alan Selection Sort, büyük boyutlu dizilerde etkili değildir. Selection Sort algoritması, normal bir dizi sıralamasının aksine iki bölümden oluşur. İlk bölümde, dizinin en küçük elemanı bulunur ve ilk elemanla yer değiştirilir. İkinci adımda, ikinci en küçük eleman bulunur ve ikinci elemanla yer değiştirilir. Bu işlem, dizi sıralanana kadar devam eder.
Objective-C programlama dili ile yapılan Selection Sort işleminde, önce dizinin ilk elemanı pozisyon olarak ele alınır ve diğer tüm elemanların bu ilk elemanla karşılaştırması yapılır. Bu işlem sonucunda dizide en küçük eleman bulunur ve en küçük elemanın yerleştirileceği pozisyonun belirlenir. Bu pozisyon, ilk elemanın pozisyonuyla yer değiştirilir. İkinci adımda, dizinin ikinci elemanı pozisyon olarak seçilir ve diğer tüm elemanlarla karşılaştırılır. Sona kadar bu işlem tekrarlanarak, dizinin tamamı küçükten büyüğe sıralanır.
Selection Sort algoritmasının en büyük dezavantajı, büyük boyutlu dizilerde etkili olmamasıdır. N elemanlı bir dizi için Selection Sort algoritması, N^2 adımda tamamlanır. Bu nedenle, büyük boyutlu dizilerde performansı düşer ve diğer sıralama algoritmalarına göre daha uzun sürer.
Özetle, Objective-C programlama dilinde yapılan Selection Sort, dizinin tamamının karşılaştırılması ve sıralanması mantığından oluşur. Ancak büyük boyutlu dizilerde performansı düşüktür ve diğer sıralama algoritmaları tercih edilir.
Bubble Sort
Bubble sort, sıralama algoritmalarından biridir ve Objective-C'de sıklıkla kullanılır. Bu algoritma, küçükten büyüğe veya büyükten küçüğe doğru sıralama yapar.
Bubble sort algoritması, bir dizinin yan yana sıralanmış öğelerini göz önünde bulundurur ve ardından komşu öğelerin birbirine göre konumunu değiştirir. Bu işlem, dizideki öğelerin sıralı hale getirilene kadar tekrarlanır.
Objective-C'de bubble sort algoritmasını uygulamak oldukça kolaydır. İlk olarak, sıralanacak dizi oluşturulmalıdır. Daha sonra, her öğenin diğer öğelerle karşılaştırılması gerekir. Bunun için, iki adet döngü kullanılır. İç döngü, dizinin her bir öğesini diğer öğelerle karşılaştırarak sıralama işlemini gerçekleştirir. Dış döngü, sıralama işleminin kaç kez yapılacağını belirler.
Bubble sort algoritması, küçük çaplı diziler için oldukça etkilidir. Ancak, büyük diziler için performans sorunları yaratabilir. Bu nedenle, büyük çaplı diziler için daha verimli sıralama algoritmaları tercih edilir.
Aşağıdaki tablo, bubble sort algoritması için bir örnek dizi ve sıralama işlemini göstermektedir:
| Adım | Dizi Öğeleri |
|---|---|
| 1 | 7 3 9 2 6 |
| 2 | 3 7 2 6 9 |
| 3 | 3 2 6 7 9 |
| 4 | 2 3 6 7 9 |
Yukarıdaki örnekte, bubble sort algoritması adım adım gösterilmiştir. Dizi öğeleri, sıralama işlemi ilerledikçe küçükten büyüğe doğru sıralanmıştır.
Özetle, Objective-C'de bubble sort algoritması, sıralama işleminin küçük diziler için etkili bir şekilde gerçekleştirilmesine yardımcı olur. Ancak, büyük çaplı dizilerde performans sorunlarına neden olabilir. Bu nedenle, büyük diziler için daha verimli sıralama algoritmaları tercih edilmelidir.
Merge Sort
Objective-C'de sıralama algoritmalarından biri olan merge sort, verileri küçük parçalara ayırarak her bir parçayı tek tek sıralar ve sonunda bu parçaları birleştirerek tam bir sıralama oluşturur. Bu algoritma, n log n zorluk seviyesi ile tanımlanır ve genellikle büyük veri kümeleri için tercih edilir.
Objective-C'de merge sort algoritmasını uygulamak oldukça kolaydır. İlk adım olarak, sıralanacak verileri öncelikle küçük parçalara ayırmak gerekir. Bu küçük parçalar halinde sıralanarak küçük birer sıralı dizi haline gelirler.
Daha sonra, bu küçük sıralı diziler, birbirleriyle birleştirilir. İki küçük sıralı dizi birleştirildiğinde, sonuçta daha büyük bir sıralı dizi oluşur. Bu işlem, tüm küçük diziler birleştirildiğinde tam bir sıralama oluşuncaya kadar tekrar edilir.
Merge sort algoritması, büyük veri kümeleri için oldukça verimli bir sıralama yöntemidir ve n log n zorluk seviyesi ile oldukça hızlı bir şekilde çalışır. Ancak, diğer bazı sıralama algoritmalarına kıyasla bellek kullanımı biraz daha fazla olabilir.
Özetle, Objective-C'de merge sort algoritması, verileri küçük parçalara ayırarak sıralar ve sonunda tüm parçaları birleştirerek tam bir sıralama oluşturur. Oldukça verimli bir sıralama algoritması olan merge sort, büyük veri kümeleri için tercih edilir ve n log n zorluk seviyesi ile hızlı bir şekilde çalışır.
Quick Sort
Quick sort, bir sıralama algoritmasıdır ve genellikle diğer sıralama algoritmalarına göre daha hızlı bir şekilde çalışır. Bu algoritma, bir diziyi önce bir pivot elemanına göre bölerek, daha sonra parçalara ayrılan kısımları tekrar ayrım yaparak sıralar.
Objective-C'de quick sort algoritması, ilk olarak bir pivota ihtiyaç duyar. Daha sonra, pivot elemanı karşılaştırılır ve daha küçük elemanlar bir tarafa, daha büyük elemanlar başka tarafa yerleştirilir. Bu işlem, pivot elemanı dahil olmak üzere bir alt diziye kadar devam eder. Bu işlem tamamlandığında, her alt dizide pivot elemanları dahil edilir ve sıralanmış dizinin ana parçası yeniden birleştirilir. Sıralama işlemi bu şekilde devam eder.
Bu sıralama algoritması başarı oranı yüksek olsa da, kötü bir pivot seçimi durumunda yavaşlama yaşayabilir. Quick sort algoritmasının performansı, doğru pivot seçimi ve sıralanacak dizinin boyutuna bağlı olarak değişebilir.
Objective-C'de quick sort algoritması kullanımı oldukça yaygındır ve genellikle büyük boyutlu dizileri sıralamak için kullanılır. Hızlı ve pratik bir çözüm arayan programcılar için quick sort algoritması, sıralama sorunlarının çözümünde birçok avantaj sağlar.