Veri Yapıları · Ünite 2

Dizi, Sözlük, Küme ve Listeler (C#)

1. Diziler (array)

Dizi, aynı türden birçok değeri bitişik bellek hücrelerinde tutar. Her elemanın yeri, ilk elemanın adresine bir ofset (kayma) eklenerek hesaplanır; bu yüzden erişim çok hızlıdır.

Tek boyutlu dizi

C#'ta indis 0'dan başlar, son indis «uzunluk − 1»dir. «anadolu» harflerini tutan 7 elemanlı dizide ilk harf [0]'da, son harf [6]'da.

int[] sayilar;                 // tanımlama (bildirim)
sayilar = new int[7];          // 7 eleman, hepsi 0
sayilar[0] = 12;               // değer atama

int[] a = new int[] { 13, 4, 26, -7, 0 };
int[] b = { 13, 4, 26, -7, 0 };  // kısa yazım

int orta = a[2];               // 26

Diziyi gezmenin en kolay yolu foreach: «foreach (string ay in aylar) Console.WriteLine(ay);» her elemanı sırayla yazar.

Çok boyutlu dizi

Tablo gibi satır–sütun. Boyutlar köşeli parantez içinde virgülle ayrılır.

int[,] tablo = new int[3, 6];      // 3 satır, 6 sütun
int[,,] kup = new int[2, 3, 4];    // 3 boyutlu

int[,] m =
{
    { 4, -6, -7 },
    { -11, 4, 0 },
    { -12, -9, 15 },
};
int x = m[2, 2];    // 3. satır, 3. sütun → 15
m[1, 0] = 5;

Pürüzlü dizi (jagged array, dizi dizisi)

Her elemanı başka bir dizi olan tek boyutlu dizi. İç dizilerin uzunlukları farklı olabilir, hatta biri hiç atanmamış (null) kalabilir.

int[][] p = new int[4][];        // 4 eleman, hepsi null
p[0] = new int[] { 13, 0, 19 };
p[1] = new int[] { 7, 21, 5, 2, 71 };
// p[2] null kalır
p[3] = new int[] { 26 };

int s = p[1][2];   // 5
p[1][3] = 20;      // 2 → 20

2. Hash tablosu (Hashtable)

Anahtar (key) → değer (value) eşleşmesi tutar; diğer adı hash map. Amacı: anahtarı verilen değeri O(1) sürede, yani koleksiyon ne kadar büyük olursa olsun neredeyse tek adımda bulmak.

• →Hash fonksiyonu anahtarı bir kova (bucket) numarasına çevirir. Böylece tüm elemanları tek tek gezmeye gerek kalmaz.
• →İdeali her anahtara farklı kova. İki farklı anahtar aynı kovaya düşerse buna hash çakışması (collision) denir ve ayrıca çözülmesi gerekir.
• →Kullanım: ilişkisel diziler, veritabanı indeksleri, önbellek sistemleri.

C#'ta hazırı var: System.Collections içindeki Hashtable sınıfı. Her çift bir DictionaryEntry nesnesidir (Key ve Value özellikleri).

Hashtable sayiIsim = new Hashtable();
sayiIsim.Add(1, "Bir");
sayiIsim.Add(2, "İki");
// sayiIsim.Add(2, "İki");  → çalışma zamanı hatası: anahtar zaten var

string deger = (string)sayiIsim[1];   // tür dönüşümü gerekir

foreach (DictionaryEntry e in sayiIsim)
    Console.WriteLine($"{e.Key} - {e.Value}");

3. Sözlük (Dictionary) ve sıralanmış sözlük

Hashtable'ın sorunu: anahtar ve değer object türünde tutulur. Her okumada tür dönüşümü, arka planda da kutulama / kutudan çıkarma (boxing / unboxing) gerekir. Dictionary<TKey, TValue> bu sorunu çözer: türleri baştan belirtirsin, dönen değer zaten doğru türdedir.

var sozluk = new Dictionary<string, string>
{
    { "elma", "apple" },
    { "kitap", "book" }
};
string d = sozluk["elma"];   // dönüşüm yok
sozluk["kalem"] = "pen";     // yoksa ekler, varsa günceller

foreach (KeyValuePair<string, string> cift in sozluk)
    Console.WriteLine($"{cift.Key} - {cift.Value}");

Olmayan bir anahtarı istersen KeyNotFoundException fırlatılır. Bundan kaçınmanın üç yolu: try-catch bloğu, önce ContainsKey ile kontrol, ya da TryGetValue kullanmak. Okuma, ekleme ve güncelleme O(1)'e yakındır.

SortedDictionary: anahtarları her zaman sıralı tutar. 1, 4, 5, 3, 2 anahtarlarıyla eklenen isimler foreach'te 1, 2, 3, 4, 5 sırasıyla gelir. Bedeli: okuma, ekleme ve silme O(log n).

4. Kümeler (HashSet, SortedSet)

Küme: tekrarsız ve sırasız elemanlar topluluğu. Bir elemanın «kümede olup olmadığını» hızla sorarsın. HashSet'i, değeri olmayan, yalnızca anahtar tutan bir sözlük gibi düşünebilirsin.

• →Alt küme: B'nin her elemanı A'da da varsa B ⊆ A (IsSubsetOf); A da B'nin üst kümesidir (IsSupersetOf).
• →Uygun (proper) alt küme: B ⊆ A ama B ≠ A (IsProperSubsetOf / IsProperSupersetOf).
• →SetEquals: iki küme aynı elemanlara mı sahip? Overlaps: en az bir ortak eleman var mı?
• →Ayrıca Add, Remove, Clear, Contains ve Count.

Örnek kullanım: indirim kodlarını bir HashSet<int>'te tutmak. Girilen kod Contains ile kontrol edilir; varsa «bu kod kullanıldı», yoksa Add ile eklenir. Aynı kodu iki kez saklamak zaten imkânsız.

SortedSet: tekrarsız ama sıralı küme (HashSet + sıralı liste karışımı). HashSet'in metotlarına ek olarak Min, Max ve belli aralığı veren GetViewBetween var. Büyük/küçük harf duyarsız bir karşılaştırıcı verilirse «Melek» ile «melek» tek eleman sayılır.

5. Listeler (ArrayList, List<T>)

Kaç eleman tutacağını bilmiyorsan dev bir dizi açmak yerine boyutu kendiliğinden büyüyen bir yapı kullan.

ArrayList

ArrayList liste = new ArrayList();
liste.AddRange(new int[] { 4, 3, -1 }); // sona koleksiyon ekle
liste.Add(7);                            // sona tek eleman
liste.AddRange(new object[] { "Rabia", "Elif" });
liste.Insert(5, 7.8);                    // 5. indise yerleştir
// → 4, 3, -1, 7, Rabia, 7.8, Elif

int ucuncu = (int)liste[2];              // dönüşüm gerekir

• →Elemanlar object tutulur, bu yüzden farklı türler aynı listede durabilir (sayı, metin, ondalık).
• →Count eleman sayısı; Capacity ayrılmış yer. Eleman ekledikçe Capacity otomatik büyür.
• →Contains → true/false. IndexOf ilk, LastIndexOf son konumu verir; bulamazsa −1 döner.
• →Remove(değer) ilk geçtiği yeri, RemoveAt(indis) o indisi, RemoveRange(i, n) i'den başlayarak n elemanı siler. Clear hepsini, Reverse sırayı ters çevirir, ToArray diziye dönüştürür.

List<T> (generic liste)

ArrayList'in tür güvenli (strongly typed) sürümü; System.Collections.Generic'te. Türü baştan belirtirsin: List<int>, List<string>, List<Ogrenci>. Metot adları ArrayList'le aynı.

• →Derleme zamanında tür denetimi yapar; boxing/unboxing yok.
• →ArrayList'ten daha hızlı ve daha az hataya açık.
• →Eleman: Add, AddRange ya da koleksiyon başlatıcı { … } ile eklenir; liste[0] ile okunur.
• →Türü izin veriyorsa null eklenebilir (List<string> gibi).

var asallar = new List<int>() { 2, 3, 5, 7 };
asallar.Add(11);
Console.WriteLine(asallar.Count);   // 5

// Üç gezinme yolu, aynı çıktı:
asallar.ForEach(x => Console.Write(x + " "));
foreach (var x in asallar) Console.Write(x + " ");
for (int i = 0; i < asallar.Count; i++) Console.Write(asallar[i] + " ");

Hepsi bir arada

Bu not ders kitabının yerine geçmez; konu kendi cümlelerimizle, yapay zekâ desteğiyle özetlendi.