Ders İçeriği

1. Ders İçeriği • Yığın • Tanım ve Operasyonları • Kuyruk • Tanım ve Operasyonları

2. Yığın ve Kuyruk • Yığın ve kuyruk modelleri verinin geçici olarak saklanması gerektiği ve işlemlerin belirli bir sırada yapılması gerektiğinde kullanılan bir yapıdır. • Bellek parçası üzerinde işleyen yığın ve kuyruk yapıları işleyiş olarak birbirlerine ters olarak çalışmaktadırlar.

3. Yığın ve Kuyruk

4. Yığın Yapısı • Yığın tüm ekleme ve silme işlemlerinin bir uçtan yapıldığı bir veri yapısıdır. • Alternatif olarak, yığın yapısında silinecek eleman listeye eklenen son elemandır. Bu işlem son giren ilk çıkar (last in first out - LIFO) şeklinde isimlendirilir. • Klasik örnek: kafelerdeki üst üste dizili tabaklar.

5. Yığın Yapısı koy(3); koy(2); koy(12); koy(11); koy(5); 12 al();

6. Yığın Gerçekleştirimi • Yığın yapısını gerçekleştirmek için 2 yol vardır. • Dizi kullanmak • Bağlantılı liste kullanmak

7. Dizi Gerçekleştirimi • Yığın yapısı dizi üzerinde en fazla N tane eleman tutacak şekilde yapılabilir. 12 al(); koy(11);

8. Yığın ve Operasyonları publicclassYigin { intkapasite=100; // maksimum eleman sayısı intS[]; //Yığın elemanları – pozitif tam sayı intp; // eleman sayısı publicYigin(){ // yapıcı yordam s[] = newint[kapasite]; p = 0; } intkoy(int item); intal(); intust(); booleanbosmu(); booleandolumu(); }

9. Yığın Operasyonları – bosmu, dolumu // yığın boşsa true döndür publicbooleanbosmu() { if (p < 1) return true; else return false; } //bitti-bosmu // Yığın doluysa true döndür publicboolean dolumu(){ if (p == kapasite-1) return true; else return false; } // bitti-dolumu

10. Yığın Operasyonları: koy // Yığının üstüne yine bir eleman koy // Başarılı ise 0 başarısız ise -1 döndürür. intkoy(intyeni){ if (dolumu()){ // Yığın dolu. Yeni eleman eklenemez. return -1; } S[p] = yeni; p++; return 0; } /bitti-koy

11. Yığın Operasyonları: ust // Yığının en üstündeki sayıyı döndürür // Yığın boşsa, -1 döndürür publicintust(){ if (bosmu()){ // Yığın başsahata dönder System.out.println("Stack underflow"); return -1; } return S[p-1]; }

12. Stack Operations: al // En üsteki elemanı dönder. // Yığın boşsa -1dönder. publicintal(){ if (bosmu()){ // Yığın boşsa hata dönder System.out.println(“Stack underflow”); return -1; } int id = p-1; // en üsteki elemanın yeri p--; // elemanı sil return S[id]; }

13. Yığın Kullanım Örneği publicstaticvoidmain(String[] args){ Yiginy = newYigin(); if (y.bosmu()) System.out.println(“Yığın boş”); y.koy(49); y.koy(23); System.out.println(“Yığının ilk elemanı: ”+y.al()); y.koy(44); y.koy(22); System.out.println(“Yığının ilk elemanı:”+y.al()); System.out.println(“Yığının ilk elemanı: ”+y.al()); System.out.println(“Yığının ilk elemanı: ”+y.ust()); System.out.println(“Yığının ilk elemanı: ”+y.al());. if (y.bosmu()) System.out.println(“Yığın boş”); }

14. Bağlantılı Liste Gerçekleştirimi Baş Başlangıç durumu koy(3) Baş 3 eklendikten sonra 6 6 6 15 3 9 2 6 15 2 9 2 15 9 2 15 al() al() Baş 3 alındıktan sonra Baş 9 alındıktan sonra

15. Bağlantılı Liste Gerçekleştirimi publicclassYiginDugumu{ inteleman; YiginDugumusonraki; YiginDugumu(int e){ eleman =e; sonraki =NULL; } } publicclassYigin { privateYiginDugumuust; publicYigin(){ust=null;} void koy(inteleman); intal(); intust(); booleanbosmu(); };

16. Yığın Operasyonları: koy, bosmu // Yığına yeni eleman ekle publicvoid koy(inteleman){ YiginDugumu x = new YiginDugumu(eleman); x.sonraki = ust; ust = x; } // Yığın boşsa true döndür publicbooleanbosmu(){ if (ust == NULL) return true; else return false; }

17. Yığın Operasyonları: ust // Yığının ilk elemanını döndür publicintust(){ if (bosmu()){ System.out.println(“Stack underflow”); // Boş yığın return -1; // Hata } return ust.eleman; } //bitti-ust

18. Yığın Operasyonları: Al // Yığının en üst elemanın siler ve döndürür. publicint Al(){ if (bosmu()){ System.out.println(“Stack underflow”); // Boş yığın. return -1; // Hata } YiginDugumutemp = ust; // Bir sonraki elemana geç ust = ust.sonraki; return temp.eleman; } //bitti-al

19. Yığın Kullanım Örneği publicstaticvoidmain(String[] args){ Yiginy = newYigin(); if (y.bosmu()) System.out.println(“Yığın boş”); y.koy(49); y.koy(23); System.out.println(“Yığının ilk elemanı: ”+y.al()); y.koy(44); y.koy(22); System.out.println(“Yığının ilk elemanı:”+y.al()); System.out.println(“Yığının ilk elemanı: ”+y.al()); System.out.println(“Yığının ilk elemanı: ”+y.ust()); System.out.println(“Yığının ilk elemanı: ”+y.al());. if (y.bosmu()) System.out.println(“Yığın boş”); }

20. Uygulama • Derleyici/kelime işlemciler • Derleyicileri düşünecek olursak yazdığımız ifadede ki parantezlerin aynı olup olmadığını kontrol ederler. • Örneğin: 2*(i + 5*(7 – j / (4 * k)) ifadesinde parantez eksikliği var. ")" • Yığın kullanarak ifadedeki parantezlerin eşit sayıda olup olmadığını kontrol eden programı yazınız.

21. Uygulama • Yığın kullanarak parantez kontrol: • Boş bir yığın oluştur ve sembolleri okumaya başla • Eğer sembol başlangıç sembolü ise ( ‘(‘,’[’,’{’ ) Yığına koy • Eğer sembol kapanış sembolü ise ( ‘)’,’]’,’}’ ) • Eğer yığın boşsa hata raporu döndür • Değilse Yığından al Eğer alınan sembol ile başlangıç sembolü aynı değilse hata gönder • İfade bitti ve yığın dolu ise hata döndür.

22. Kuyruk Yapısı • Kuyruk tüm ekleme işlemlerinin bir uçtan, silme işlemlerinin ise diğer uçtan yapıldığı bir veri yapısıdır. • Alternatif olarak, kuyruk yapısında silinecek eleman listede en uzun süre olan elemandır. Bu işlem ilk giren ilk çıkar (first in first out - FIFO) şeklinde isimlendirilir. • Klasik örnek: Yemek sırasında bekleyen öğrenciler.

23. Kuyruk Yapısı Ekle() Çıkart() • Kuyruğun başı ve sonu vardır. • Ekleme operasyonu Ekle(Enqueue) • Silme operasyonu Çıkart(Dequeue)

24. Kuyruk Yapısı • Kuyruk tüm ekleme işlemlerinin bir uçtan, silme işlemlerinin ise diğer uçtan yapıldığı bir veri yapısıdır. • Genel Kuyruk Operasyonları • ekle(eleman) – kuyruğun sonuna elemanı ekler • cikart() – en öndeki elemanı çıkartır ve döndürür • bosmu() – kuyruk boşsa true döndürür • dolumu() – kuyruk doluysa true döndürür

25. Kuyruk Gerçekleştirimi • 2 tür gerçekleştirim vardır: • Dizi kullanarak • Bağlantılı liste kullanarak

26. Dizi Kullanarak Gerçekleştirim • N boyutlu bir dizi kullanılır. • ön kuyruğun ilk elemanını tutar. Dizide ilk elemanın kaçıncı indisten başlayacağını belirtir. • arka kuyrukta son elemandan sonraki ilk boşluğu tutar. • elemanSayisi kuyruktaki eleman sayısını tutar. • Boş kuyruk eleman sayısının sıfır olduğu durumdur. • Dolu kuyruk eleman sayısının N’ye eşit olduğu durumdur.

27. 5 6 2 4 3 0 1 • on ve arka birbirlerine eşit ve elemanSayisi = 0  Boş kuyruk Boş kuyruk Q arka = 3 on = 3 elemanSayisi = 0 5 6 2 4 3 0 1 • on kuyruktaki ilk elemanı tutar • arka son elemandan sonraki ilk boş yeri tutar. Yarı dolu kuyruk Q 7 8 2 15 9 4 6 elemanSayisi = 3 arka = 6 on = 3 5 6 2 4 3 0 1 • on ve arka birbirlerine eşit ve elemanSayisi=7  Dolu kuyruk. Dolu kuyruk Q 7 8 2 15 9 4 6 on = 3 elemanSayisi = 7 arka = 3 Dizi Kullanarak Gerçekleştirim • Kuyruğu N boyutlu bir dizi (int K[N]) ve 3 değişken (int on, int arka, int elemanSayisi) ile gerçekleştirebiliriz.

28. Dizi Kullanarak Gerçekleştirim 5 6 2 4 3 0 1 elemanSayisi = 3 İlk durum Q Ekle(4) 8 15 6 on = 3 arka = 6 5 6 2 4 3 0 1 elemanSayisi = 4 4 eklen sonra Q Ekle(20) 8 15 4 6 arka = 0 on = 3 Kuyruğun kavramsal görünümü: Döngüsel dizi 5 6 2 4 3 0 1 elemanSayisi = 5 20 eklen sonra Q Çıkart() 8 15 6 20 4 6 Ön = 4 arka = 1 on = 3 5 4 0 Arka = 1 8 20 elemanSayisi = 4 5 6 2 4 3 0 1 15 silin sonra 1 6 4 Q 8 6 20 4 2 3 arka = 1 on = 4

29. Dizi Gerçekleştirimi: Tanımlama ve Operasyonlar public classkuyruk{ private int K[N]; // kuyruk elemanlarını tutan dizi private int on; // kuyruğun başı private int arka; // kuyruğun sonu private int elemanSayisi; // kuyruktaki eleman sayısı public kuyruk(); public booleanbosmu(); public booleandolumu(); public int ekle(int item); public int cikart(); };

30. Kuyruk Operasyonları: Yapıcı, bosmu, dolumu // yapıcı yordam public Kuyruk(){ on = arka = elemanSayisi = 0; } // Kuyruk boşsa true döndür publicbooleanbosmu(){ return elemanSayisi == 0; } // Kuyruk doluysa ture döndür publicboolean dolumu(){ return elemanSayisi == N; }

31. Kuyruk Operasyonları: Ekle // Kuyruğa yeni bir eleman ekle // Başarılı olursa 0 başarısız olursa -1 döndür publicint ekle(intyeni){ if (dolumu()){ System.out.println(“Kuyruk dolu.”); return -1; } K[arka] = yeni; // Yeni elemanı sona koy arka++; if (arka == N) arka = 0; elemanSayisi++; return 0; }

32. Kuyruk Operasyonları: Çıkart // Kuyruğun önündeki elemanı çıkart ve döndür. // Kuyruk boşsa -1 döndür publicintcikart(){ int id = -1; if (bosmu()){ System.out.println(“Kuyruk boş”); return -1; } id = on; // ilk elemanın olduğu yer on++; if (on == N) on = 0; elemanSayisi--; return K[id]; // elemanı döndür }

33. Kuyruk Kullanım Örneği 01 public static void main(String[] args){ 02 Kuyrukk; 03 04if (k.bosmu()) 05 System.out.println(“Kuyruk boş”); 06 07 k.ekle(49); 08 k.ekle(23); 09 10 System.out.println(“Kuyruğun önü:”+k.cikart()); 11 k.ekle(44); 12 k.ekle(22); 13 14System.out.println(“Kuyruğun ilk elemanı:”+k.cikart()); 15 System.out.println(“Kuyruğun ilk elemanı:”+k.cikart()); 16 System.out.println(“Kuyruğun ilk elemanı:”+k.cikart()); 17System.out.println(“Kuyruğun ilk elemanı:”+k.cikart()); 18 19if (k.bosmu()) 20 System.out.println(“Kuyruk boş”); 21}

34. Dizi Gerçekleştirimi: Son Söz • Kuyruğu N-1 elemanlı bir dizi (int K[N]) ve 2 tane değişken (int on, int arka) ile gerçekleştirebiliriz. • Aşağıdakileri nasıl tanımlayabileceğimizi düşünün. • Boş kuyruk • Dolu kuyruk • On ve arka birbirine eşit ise boş kuyruk Boş kuyruk Q arka = 3 on = 3 • On ve arka arasında 1 tane boşluk varsa dolu kuyruk Dolu kuyruk Q 7 8 2 15 4 6 on = 3 arka = 2

35. Bağlantılı Liste Gerçekleştirimi Ön Arka Başlangıç durumu cikart() cikart() ekle(3) Ön Arka 3 eklendikten sonra 6 2 15 3 9 15 6 9 2 15 3 6 2 15 3 6 Arka Ön 9 çıkartıldıktan sonra Ön Arka 2 çıkartıldıktan sonra

36. Tanımlama ve Operasyonlar publicclassKuyrukDugumu { publicinteleman; publicKuyrukDugumusonraki; publicKuyrukDugumu(int e){ eleman =e; sonraki =null; } } publicclassKuyruk{ privateKuyrukDugumuon; // Kuyruğun önü privateKuyrukDugumuarka; // Kuyruğun arkası public Kuyruk(){ on = arka = null; } publicbooleanbosmu() { ... } publicvoid ekle(inteleman) { ... } publicintcikart() { ... } }

37. Kuyruk Uygulamaları • Yazıcı kuyruğu • Telesekreter