LİSTELER Liste sözcüğü aralarında bir biçimde öncelik

LİSTELER
Liste sözcüğü aralarında bir biçimde öncelik-sonralık ya da altlık-üstlük ilişkisi bulunan veri
öğeleri arasında kurulur[4]. Yada Aynı kümeye ait verilerin bellek üzerinde bir gösterici
(pointer) yardımı ile birbirine bağlanması sonucu oluşturulan veri yapısıdır. Bu veri
yapısındaki bütün elemanların ortak noktası kendi içlerinde bağlantı bilgisi içeren kendi
türünden bir ya da daha fazla göstericiye sahip olmasıdır. Veri yapısı, kümedeki herhangi bir
elemanın, kendisinden önce ve kendisinden sonra hangi elemanın bulunduğu bilgisi bu
göstericilere değer vererek kurulur[5]. Dizilerin önemli bir özelliği boyutlarının zaman içinde
sabit kalmasıdır. İki veya daha çok boyutlu dizilerde ise tabloların satır ve sütün sayısı
değişmez. Yani, tablolar dikdörtgen şeklindedir. Böyle olunca bir dizinin fiziksel belleğe
eşlenmesi basit bir çevirme işlemi ile yapılabilir (Şekil 1 ve Şekil 2). Bunun tersine, dinamik
veri yapılarının boyutu da, şekli de süreç içinde değişir. Pratik uygulamalarda uğraştığımız
verilerin boyutu değişken olabilir[1].
Not[0]
Not[1]
Not[2]
Not[3]
Not[4]
Not[5]
Not[6]
Not[7]
Not[8]
Not[9]
Bellek
…......
1. Eleman
2. Eleman
3. Eleman
4. Eleman
5. Eleman
6. Eleman
7. Eleman
8. Eleman
9. Eleman
10. Eleman
……..
Dizinin ilk. elemanı Not[0]=……
Dizinin son. elemanı Not[9]=……
Şekil 1: C programlama dilinde tamsayı tipinde tanımlanmış
10 elemanlı tek boyutlu dizi (int not[eleman sayısı])[2].
Sütunlar
1. satır
1. sütün
2. satır
3. sütün
3. satır
4. sütün
S
a
t
ı
r
l
a
r
Şekil 2: C programlama dilinde tamsayı tipinde tanımlanmış 12 elemanlı çok boyutlu dizi (int
notlar[boyut 1] [boyut 2] [boyut 3]….. [boyut N])[2].
Belleğin dinamik olarak yönetilmesine örnek olarak; bir dizi tanımlamak istiyoruz ve bu
dizinin boyutunu programın çalışma anında değiştirmek istiyoruz.(NOT: Diziler derleyici
tarafından derleme aşamasında ele alınır. Bu yüzden çalışma anında dizi boyutlarını
değiştirmek mümkün değildir). İşte bunu yapabilmenin yolu belleğin dinamik olarak
kullanılmasından geçer. Bir dizinin boyutunu dinamik olarak arttırıp azaltmak kodu daha
verimli kılar, belleği daha verimli kullanmamızı sağlar. Örneğin C dilinde belleğin dinamik
1
olarak kullanılmasını sağlayan standart fonksiyonlar: malloc, realloc, calloc ve free
fonksiyonlarıdır[3].
Şöyle bir örneklerde verilebilir: Bir bölgede yaşayan 0-2 yaş bebeklerin sayısını bulmak ve bu
bebeklerle ilgili çeşitli verileri işlemek isteyen bir program için dinamik bir veri yapısı
gerekir. Ya da bir görüntü içinde dikdörtgen şeklinde olmayan bir nesneyi, değişen satır veya
sütün sayıları ile saklamak gerekebilir. Bu gibi durumlarda, verinin bellekte saklanabilmesi
için uygun bir veri yapısına ihtiyaç olmasının yanında, bu veriye daha sonra nasıl erişileceği
konusunda da yöntemler geliştirmek gerekir. Aşağıda, önce dinamik veri yapısı oluşturmak
için geliştirilen imleç (pointer) kavramını, daha sonra da yaygın olarak kullanılan dinamik
veri yapılarından olan bitişik ve bağlı listeleri göreceğiz[1].
1. İmleçler (Pointerler)
Dinamik veri yapısı oluşturmanın en temel kavramlarından birisi imleçlerdir. Bilgisayarlarda
birçok fiziksel yer, nümerik adreslerle belirlenir (Şekil 3).
Bellek
Alanı
…….
FAFF
FB00
FB01
……
Bellek
……
İşaret
Adres
888
FB00
……
Belleğin Fiziksel Alanları
Belleğin Nümerik Adresleri
Şekil 3: Belleğin fiziksel alanları ve nümerik adresleri[2].
Nümerik değerli bir adres bilgisayarın belleğinde çok rahat saklanabilir. Eğer, bir veri
grubunun adresi biliniyorsa, veri gayet kolay bulunabilir. O halde, verinin kendisi bellekteki
bir hücrede saklandıktan sonra, o hücrenin adresi sayısal bir değer ile başka bir hücrede
saklanabilir. Bu veriye erişmek için, önce verinin adresini saklayan hücreye, daha sonra da bu
adresin yönlendirmesi ile verinin saklandığı hücreye erişilir. Bir bakıma, verinin adresini
saklayan hücre verinin kendisinin saklandığı hücreyi işaret etmektedir. Bu sebepten dolayı,
nümerik adresi saklayan, bu hücreye İngilizcede “işaret eden” anlamına gelen pointer adı
verilmiştir[1].
İşaretçi (pointer), bellek alanındaki bir gözün adresinin saklandığı değişkendir. İşaretçilere,
veriler değil de, o verilerin bellekte saklı olduğu belek gözlerinin başlangıç adresleri atanır[2].
İmleçler bilgisayar bilimlerinde pek çok değişik amaç için kullanılırlar. Örneğin, internetteki
üstün metin (hypertext) komutlarını saklayan URL adresleri imleçten başka bir şey değildir.
Tabii, URL’ler bilgisayarın ana belleğindeki bir yeri değil internetteki bir yeri gösterirler[1].
2
Günümüzde birçok programlama dili imleçlerin bildirimine (decleration), atanmasına
(allocation) ve işlenmesine (manipulation) olanak sağlamaktadır. Bu tür dilleri kıllanan bir
programcı, bilgisayar belleği içinde karmaşık ağlardan oluşabilecek veri yapıları kullanan
algoritmalar tasarımlayabilir[1].
2. Bitişik Listeler
Liste içinde bulunan elemanları bellekte saklamanın en kolay yöntemi, listenin elemanlarını
sıra ile bilgisayarın hafızasında ayrılan tek bir bitişik bloğa yerleştirmektir. Listenin
elemanlarındaki karakter sayısının belli bir değeri aşamayacağı varsayılarak, listedeki her
eleman için blokta belli sayıda hücre ayrılır ve liste elemanları sıra sıra kendileri için ayrılan
hücrelerin içine yerleştirilirler. Elemanların karakter sayısını 8 ile sınırlasak, bu liste için
oluşturulan bitişik bloğun içinde her eleman için 8 hücrelik bir alt blok ayırırız. Listedeki
elemanların karakterlerini ASCII kodu ile bu hücrelere sıra sıra yerleştiririz. Bu tür listelere
Bitişik Listeler (Cotiguous Lists) denir[1].
Örnek:
Aşağıda verilen isim listesini belleğe yerleştirelim.
Bitişik Hafıza Bloğu
Ali
Derviş
Evren
İlke
Kibele
Ozan
Özde
Uygar
A l i
1. İsim
D e r v i ş
. . . U y g a r
2. İsim
8. İsim
Öncelikle bu isim listesini belleğe yerleştirebilmemiz için gerekli
büyüklükte bir hafıza bloğu ayırırız.
Şekil 4: Bitişik liste ile bellekte saklanan isimler[1].
Bir ismin içinde bulunan karakter sayısı 8’den daha az ise geri kalan hücreler boşluğa karşı
gelen ASCII kodu ile doldurulur. Şekil 4’te gösterilen bitişik listede 8 adet isim saklamak için
gereken bellek alanı 64 bitişik bellek hücresidir[1].
Bitişik listeler basit oldukları için birçok uygulamada rahatlıkla kullanılabilirler. Fakat, bu tür
veri yapılarında listeye ekleme yapmak veya çıkarma yapmak sorun olur. Zira, listeden bir
isim çıkarmak istediğimiz zaman bu isimden kalan boşluğu ortadan kaldırmak üzere listedeki
geri kalan isimleri bu boşluğa doğru kaydırmamız gerekir. Listeye isim eklemesi ise daha da
büyük bir sorundur. Zira, ekleme yapmak için bellekte ayrılmış bir alan mevcut olmayabilir.
Bu tür problemleri gidermek için her bir ismi bellekte bitişik olan tek bir bloğa değil ayrı ayrı
alanlara koymak gerekir[1].
3