Temel Veri Yapıları ve STL 1 - Vektörler (Genişleyebilen Dizi)

Oyun programları geliştirirken çoğu zaman çeşitli veri yapılarını kullanmaya ihtiyaç duyarız. Örneğin dizi veri yapısı en çok kullanılan veri yapılarından bir tanesidir. Bu veri yapısının bu kadar çok rağbet görmesi sonucu olarak ta tüm programlama dilleri dizi veri yapısına destek verirler.

Dizi veri yapısı o kadar çok kullanılır ki, çoğu programcı her tür ihtiyacı için ya direk olarak yada modifiye ederek bu veri yapısı üzerinden programlarındaki ihtiyacı karşılama yoluna gider. Programlarımızda amaca uygun veri yapılarını kullanmak bize hem hız, hemde esneklik ve programlama kolaylığı sağlar. Dizi veri yapısı dışında amacımıza uygun başka bir veri yapısı varsa bunu kullanmak en uygun davranış olacaktır.

Bu yazı dizimizde oyun yapımı sırasında hayatımızı kolaylaştıracak çeşitli veri yapılarını inceleyecek, kullanımına örnekler vereceğiz. Programlama dili olarak oyun programlamada en çok kullanılan C/C++ dili kullanılacak. Veri yapılarını baştan inşaa etmek yerine Standart Template Library (STL) kütüphanesindeki veri yapılarının kullanımlarını inceleyeceğiz. STL her platform ve derleyici tarafından günümüzde standart olarak desteklenmekte. Siz sadece gerekle include ları yaptıktan sonra bu kütüphaneyi ek bir çaba göstermeden kullanabileceksiniz. Şimdi ilk veri yapımızı incelemeye başlayalım:

Vektör

Vektör veri yapısı dizi veri yapısına birebir uymakta fakat dizi veri yapısının getirdiği bazı kısıtlamalara da çareler bulmaktadır. Şüphesiz dizi veri yapısının en büyük eksisi eleman sayısının önceden belirlenme zorunluluğudur. Bu eleman sayısı değişken değildir. Örneğin 10 elemanlık bir dizi yarattığınız zaman daha sonra 11. elemanı bu diziye koyamassınız.

Vektör veri yazpısı bize dizi veri yapısının sağladığı: elemanlara indis ile direk ve hızlı olarak erişme kolaylığını sağlar, bununla birlikte vektör veri yapısında dizi veri yapısı gibi eleman üst sınırı kısıtı yoktur. Bir vektöre belleğiniz yettiği sürece istediğiniz kadar eleman ekleyebilirsiniz.

Şimdi bazı örneklerle bu veri yapısının kullanımını inceleyelim. Vektörleri kullanmadan önce ilgili include tanımını yapmamız gerekiyor:

#include <vector>
using namespace std;

İlk satırda vektör template kodunu içeren kütük derleyiciye tanıtılıyor, ikinci satırda ise kodumuzun "std" isimli ad bölgesinde çalışacağı bildiriliyor. Namespace kavramına yabancı iseniz bu satırı fazla kafanıza takmayın. Bu şekilde daha az kod satırı yazma durumunda kalıyoruz. Diğer tüm veri yapılarında olduğu gibi vektör yapısı da ancak bir tür eleman içerebilecek şekilde kullanılır. Yani bir vektör içerisinde hem integer hemde float türünde veriler bulunduramassınız. Ancak integer lar için ayrı bir vektör, float lar için ayrı bir vektör oluşturabilirsiniz. Biz şimdi bir integer vektörü oluşturalım:

vector v;

İşte integer elemanlar içerebilecek bir vektör tanımladık. İsterseniz şimdi bu vektöre birkaç eleman ekleyelim. Eleman eklemek için .push_back() yordamını kullanıyoruz:

v.push_back(100);
v.push_back(200);
v.push_back(300);

Yukarıda yazdığımız kod ile vektörümüze sırası ile 100, 200 ve 300 sayılarını ekledik. Bu eklenen verilere [] (indis) operatörü ile ulaşabiliriz. İlk eklenen elemanın indisi aynen dizilerde olduğu gibi 0 dır.

int x = v[0];
int y = v[1];
int z = v[2];

Gördüğünüz gibi dizinin eleman sayısı değişkendir. Dizinin içinde bulunan elemanlarının sayısını ise .size() yordamı ile öğrenebiliriz:

int elemanSayisi = v.size();

Diziye sıra ile eleman eklemeyi görmüştük, sıra ile eleman çıkarmak için ise yine bir fonksiyonumuz var .pop_back(). Bu yordam tersten işlemekte. Yani ilk çağırdığınız zaman en son eklenen elemanı diziden çıkarmakta.

int a = v.pop_back();                  // a = 300
int b = v.pop_back();                  // b = 200

Vektörlere istediğiniz kadar eleman ekleyebilirsiniz demiştik. Aslında burada yapılan işlem şu: standart olarak bir vektör tanımladığınız zaman o vektör sistemce belirlenen bir sayıda eleman eklenebilecek şekilde yaratılır. Bu eleman sayısından fazla eleman eklenmeye çalışıldığı zaman ise vektörün boyutu büyültülür. Siz isterseniz vektörü yaratırken başlangıç eleman sayı sınırını belirleyebilirsiniz. Örneğin 100 double eleman içereceğini tasarladığınız bir vektör şu şekilde oluşturulur:

vector vv(100);

Bu vektöre 101. elemanı eklemeye çalıştığınız zaman yine otomatik olarak boyut büyütme işlemi uygulanacaktır. Boyut büyütme zaman alan bir işlem olduğu için hız gerektiren kritik noktalarda kullandığımız vektörlerimizde üst sınır belirtmek faydalı olacaktır. Üst sınır belirttiğiniz vektörlerde [] (indis) operatörü ile eleman ekleme işlemini de gerçekleştirebilirsiniz. vv vektörünün 5 indisli bölgesine 600 sayısını eklemek istersek:

vv[5] = 3.1415;

Bir vektörün eleman içerip içermediğini öğrenmek için .empty() yordamı kullanılır. Vektör eleman içeriyorsa bu yordam false, içermiyorsa true değerini döndürür:

bool bos = vv.emtpy();

Bir vektörü boşaltmak için .clear() yordamını kullanabilirsiniz. Bu işlemden sonra vektörün eleman sayısı 0 olacaktır.

vv.clear();

Şimdiye kadar verdiğimiz örneklerde vektörler içerisine hep temel veri tiplerini (int, float , double vb..) ekledik. Struct olrak tanımlanmış verileri içeren vektörleri de kullanabiliriz. Örneğin x,y ve z değerlerini tutan Point isimli bir yapı oluşturalım.

struct Point {
   float x,y,z;
};

Point tipinde elemanlar içerecek olan bir vektör şu şekilde oluştutulabilir:

vector pVec;

Şimdi bir Point elemanı yaratıp vektörümüze ekleyelim:

Point p = {0,12,100};
pVec.push_back(p);

Gördüğünüz gibi vektörler bize dizilerin sağladığı tüm imkanları sunmakla beraber aynı zamanda eleman kısıtları olmaması nedeniyle oldukça esnek bir yapı sağlıyor. Bir grup veriniz var ve bu veriye rastgele indisler ile erişiyor iseniz, vektör veri tipini rahatlıkla kullanabilirsiniz. İleriki derslerimizde liste, yığıt, kuyruk, küme gibi birçok yaralı veri yapısını incelemeye devam edeceğiz. Gelecek derslerde görüşmek üzere, kendinize iyi bakın.

M.Deniz Aydınoğlu :: 2002 :: www.oyunyapimi.org