Veri yapılarına giriş

Veri yapısı nedir ve seçimi neden önemli?

Veri yapısı, birkaç şeyi bir arada tuttuğunuz biçimdir. Buraya kadar basit görünüyor ve öneminin fark edilmemesinin nedeni tam olarak bu basitliktir: yeni başlayanların çoğu bu biçimler arasındaki seçimi bir zevk meselesi sanır, çünkü hepsi aynı veriyi tutabilir.

Gerçekten de hepsi tutabilir. Yüz isim bir listeye, bir sözlüğe ya da bir kümeye konabilir. Fark başka yerdedir: her biçim tek bir soruyu ucuza, diğer tüm soruları pahalıya yanıtlar.

Bu dersten çıkarılacak kural şu. Veriyi hangi biçimde tutacağınıza karar verirken veriye bakmayın; sonradan ona soracağınız soruya bakın. "Üçüncü üye hangisi" bir sorudur, "bu anahtarın değeri nedir" başka bir sorudur ve "bu şey burada var mı" üçüncü bir sorudur. Üç soru, üç biçim.

Ve doğru şeyi beklemeniz için: yanlış seçim genelde programı bozmaz. Program çalışır, kodunuz yalnızca basit bir soruyu sormak için çok iş yapmak zorunda kalır ve o fazladan iş, veri büyüdüğünde ya da ona bir şey eklendiğinde kendini gösterir. Bu dersin son bölümü tam olarak bunun gerçek bir örneği.

Liste: sıranın kendisinin bilgi olduğu yer

Liste, sıraları korunarak arka arkaya duran birkaç şeydir. O korunan sıra, listeyi diğerlerinden ayıran tek şeydir ve göründüğünden daha önemlidir.

prices = [12000, 8000, 15000]

prices.append(9000)
print(prices[0])
print(len(prices))

Her üyenin dizin denen bir numarası vardır ve numaralar birden değil sıfırdan başlar. Yani prices[0] ilk fiyattır. Sıfırdan başlamanın tarihsel bir nedeni var ve neredeyse tüm modern dillerde aynıdır; koşullar ve döngüler dersinde karşılaştığınız bir fark hatasının kaynağı da budur.

Liste, sıranın anlam taşıdığı yerde doğrudur: bir işin adımları, sıralamaya göre arama sonuçları, bir konuşmanın mesajları. Bunların hepsinde iki üyenin yerini değiştirmek anlamı değiştirir ve bu, listenin doğru seçim olduğunun işaretidir.

Ve ilk bakışta avantaj gibi görünüp sonradan maliyete dönüşen bir özellik: bir üyenin dizini sabit değildir. İlk üyeyi silin, sonraki her üye bir sıra öne gelir ve yeni bir dizin alır. Yani "üç numaralı üye" o üye hakkında hiçbir şey söylemez; yalnızca şu an listede nerede durduğunu söyler. O numarayı sonra kullanmak üzere bir yere kaydettiyseniz, henüz gerçekleşmemiş bir hatayı az önce kurmuş olursunuz.

Sözlük: anahtarın numaranın yerini aldığı yer

Sözlük, anahtar ve değer çiftleridir. Bir şeyi numarasıyla bulmak yerine adıyla bulursunuz. Diller ona farklı adlar verir ama fikir aynıdır.

user = {"name": "sara", "city": "shiraz"}

print(user["city"])
user["city"] = "tabriz"

Genelde atlanan önemli fark şu: user["city"] yazdığınızda program sözlüğün içinde arama yapmaz. Doğrudan doğru yere gider. Aynı veriyi çiftlerden oluşan bir listede tutsaydınız, şehri bulmak, anahtarı şehir olan çifte ulaşana kadar listenin tamamını baştan okumak demek olurdu.

Üç üyede bu fark görünmez. Üç bin üyede, hele o arama bir döngünün içindeyse, bir sayfayı yavaşlatan şey tam olarak budur. Müşteri sitelerinde gördüğümüz yavaş kodun çoğu tam olarak bu türdendir: bir döngü içinde doğrusal arama, tek bir anahtarın yeteceği yerde.

Aynı derecede önemli ikinci bir özellik: anahtar değişmez. Ekleme ve silmeyle kayan liste dizininin aksine, anahtar anahtar olarak kalır. Sonradan belirli bir üyeye dönmeniz gerekiyorsa, gerçekten ihtiyacınız olan tek özellik budur ve bu dersin son bölümü bunun pratikte ne kadar ciddi olduğunu gösteriyor.

Küme: yalnızca var mı yok mu bilmek istediğinizde

Küme, belirli bir sırası olmayan birkaç benzersiz şeydir. İki işi çok iyi yapar, diğer bütün işleri hiç yapmaz: tekrarları siler ve bir şeyin içinde olup olmadığını hızla yanıtlar.

tags = {"seo", "speed", "seo"}

print(len(tags))
print("seo" in tags)

Üçüncü satır üç değil iki yazdırır, çünkü tekrar eden öğe içeri girdiği anda düştü. Bu davranış kümeyi yararlı kılan şeydir ve dikkat etmezseniz verinizi sessizce küçülten şey de odur; tekrarlar sizin için bir şey ifade ediyorsa küme yanlış biçimdir.

Şimdi gerçek dünyadan bir örnek, bu sitenin kendi kodundan. PHP'de küme diye bir veri tipi hiç yok. Bu yüzden bir kümeye ihtiyaç duyduğumuzda, anahtarları izlemek istediğimiz şeyler olan ve değerleri zerre kadar önemsiz olan bir diziden kuruyoruz:

$used = array();

// ... her başlık için bir kimlik kuran bir döngünün içinde:
while ( isset( $used[ $id ] ) ) {
    $id = $base . '-' . $n++;
}
$used[ $id ] = true;

Şu true değerine bakın: programın hiçbir yerinde okunmuyor. Gerçekte saklanan şey anahtarın kendisi, yani "bu kimlik daha önce kullanıldı". Bu, eldeki araçtan kurulmuş bir kümenin tanımının ta kendisidir. Ve burada listenin işe yaramamasının nedeni önceki bölümdeki nedendir: isset doğrudan anahtara gider, oysa kimlikler listesinde bir kimlik aramak, her başlık için bir kez çalışan bir döngünün içinde, listenin tamamını okumak demektir.

Hangisi nereye?

Yukarıdaki üç biçim, artı adı henüz geçmemiş olan demet, ilk yılda ihtiyaç duyacağınız hemen her şeyi kapsar. Demet, tek bir farkla bir listedir: kurulduktan sonra değiştirilemez. Doğası gereği değişmemesi gereken şeylere uyar; bir enlem ve boylam çifti gibi.

Son sütun bu tablonun en önemli sütunudur ve gerisi yalnızca onu açıklar. Hangisini seçeceğinizden emin değilseniz, bu veriye sonradan soracağınız cümleyi yazın ve hangi satıra düştüğüne bakın.

Ve alışılmış eğitimlerle pek uyuşmayan bir tutum: günlük web işinde sözlük listeden daha sık karşınıza çıkar ve olması gerekenden daha az kullanılır. Yeni başlayanlar her şeyi listelere doldurur, çünkü ilk öğrendikleri şey listedir; sonra tek bir üyeyi bulmak için onları döngüyle gezerler. Yalnızca bu alışkanlığı değiştirin, sonradan yazacağınız yavaş kodun önemli bir bölümü hiç yazılmasın.

Gerçek bir karar: bu derslerin yayın defteri neden bir liste değil

Şu anda okuduğunuz öğrenme bölümü derslerini bir programa göre teker teker yayımlıyor: günde üç ders, on altı yol arasında sırayla. Bu sıraların düzeni saklanmıyor; her seferinde derslerin kendisinden yeniden hesaplanıyor.

Ve tam orada gerçek bir sorun var. Boş olan bir yol doldurulduğunda, yeni dersleri kuyruğun ortasına oturur ve onlardan sonraki her dersin konumu bir basamak öne kayar. Şimdi, neyin yayımlandığını kaydeden defterin bir konum listesi olduğunu, hatta ilk beşinin çıktığını söyleyen bir sayı olduğunu düşünün. Dün yayımlanan bir ders, bugünkü kaymadan sonra artık ilk beşte olmazdı; listeden düşer ve sayfası ziyaretçi için 404 verirdi.

Bu yüzden defter bir sözlük. Anahtarı dersin kendi adresi, değeri ilk çıktığı an. Bu dersin denetlendiği gün beş anahtar tutuyordu ve ilki şuydu:

'seo/how-search-engines-work' => 1788539040

Şimdi kuyruk ne kadar değişirse değişsin bu anahtar yerinde kalır, çünkü anahtar hiçbir zaman kuyruktaki bir konum değildi; dersin kendi adıydı. Bütün hikaye tek cümlede: liste üçüncü sırada ne olduğunu yanıtlar, sözlük ise bu belirli dersin ne zaman çıktığını yanıtlar. Kuyruk yeniden kurulduğunda hala bir anlamı olan yalnızca ikinci sorudur.

Bu, bu dersin ilk bölümünün söylediği şeydir, yalnızca bu kez gerçek bir sayfa üzerinde: yanlış seçim programı bozmazdı. Program çalışırdı ve bir sabah yayımlanmış birkaç sayfa sessizce yok olurdu.