Oop Recursion Polymorphism Binary Tree

Polimorfizm ile `İfade Değerlendirme` ve `Ağaç Yürüyüşü` Üzerine Ustalaşma

Programlama alanında, ifade değerlendirme ve ikili ağaçları manipüle etme yeteneğini anlamak, geliştirme yeteneklerinizi artırabilecek hayati becerilerdir. Bu kavramları uygulamanın bir yolunu bulmanın ilginç bir yolu, özellikle nesne yönelimli programlamada (OOP) polimorfizm kullanımının keşfidir.

Bu blog yazısında, Steve Yegge’nin gözlemlerinden ilham alan klasik bir mülakat sorusunu keşfedeceğiz; burada adaylar bir aritmetik ifadeyi (örneğin, “2 + (2)” dizesi) bir ifade ağacına dönüştürme zorluğuyla karşılaşıyor. Sorunu adım adım inceleyecek, bu ağaçları polimorfizm kullanarak nasıl işleyebileceğimizi açıklayacağız ve kod hakkında içgörüler sunacağız.

Problem: İfade Ağaçlarına Dönüşüm

Temelleri Anlamak

Temelde, görev, aritmetik ifadeleri ikili ağaçlar olarak temsil etmek ve değerlendirmektir:

Ağaç Yaprak Düğümleri: Bunlar sayılardır.
İç Düğümler: Bunlar operatörlerdir (örn. +, -, *, /).

Bu tür ifadeleri değerlendirmek, ağaç yapısının “yürütülmesini” içerir. Bu problemle karşılaştığınızda, işe nasıl başlayabileceğinizi burada bulabilirsiniz:

İfadeyi Dönüştürün: Bir dize ifadenin ağaç yapısına nasıl dönüştürüleceğini belirlemek.
İfadeyi Değerlendirin: Nihai değeri hesaplamak için ağaçta yürüyün.

Neden Polimorfizm Kullanmalıyız?

Birçok programlama adayı genellikle bu görevleri yerine getirmenin en iyi yolunu bulmakta zorlanır. Bir switch ifadesi veya ardışık if-else yapıları gibi en basit yöntemler, karmaşık ve yönetilmesi zor hale gelebilir.

Polimorfizm, ilgili sınıflar grubuna ortak bir arayüz tanımlamanıza olanak tanır, böylece daha esnek ve yönetim açısından daha yönetilebilir bir tasarıma yol açar. Farklı işlemlerle karşılaştığınızda, polimorfizm, işlemin uygulanmasının ayrıntılarını bilmeden doğru yöntemi çağırmanıza olanak tanır.

Çözüm: Python’da Polimorfik Ağaçları Uygulama

Polimorfizmin bu bağlamda nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için koda dalalım.

Kod Açıklaması

#!/usr/bin/python

class Node:
    """Temel sınıf, bunlardan birini işleyemezsiniz."""
    def process(self):
        raise('bir düğümü işleyemezsiniz')  # Soyut

class BinaryNode(Node):
    """İkili düğümler için temel sınıf."""
    def __init__(self, _left, _right):
        self.left = _left
        self.right = _right
    def process(self):
        raise('bir binarynode işleyemezsiniz')  # Soyut

class Plus(BinaryNode):
    def process(self):
        return self.left.process() + self.right.process()

class Minus(BinaryNode):
    def process(self):
        return self.left.process() - self.right.process()

class Mul(BinaryNode):
    def process(self):
        return self.left.process() * self.right.process()

class Div(BinaryNode):
    def process(self):
        return self.left.process() / self.right.process()

class Num(Node):
    def __init__(self, _value):
        self.value = _value
    def process(self):
        return self.value

# Gösterim için test durumları
def demo(n):
    print(n.process())

demo(Num(2))                                    # Çıktı: 2
demo(Plus(Num(2), Num(5)))                      # Çıktı: 7 (2 + 5)
demo(Plus(Mul(Num(2), Num(3)), Div(Num(10), Num(5))))  # Çıktı: 8 ((2 * 3) + (10 / 5))

Kodun Analizi

Soyut Temel Sınıf: Node
- Bu, tüm düğümler için temel bir sınıf olarak işlev görür.
- process() yöntemi, geçersiz kılınmak üzere tasarlanmıştır ama Node üzerinde doğrudan çalıştırılmamalıdır.
Soyut Temel Sınıf: BinaryNode
- Node sınıfından türetilir ve ikili operatörleri temsil eder.
- Sol ve sağ alt ifadeler için çocuk düğümler içerir.
İşlemler için Somut Sınıflar
- Plus, Minus, Mul ve Div sınıfları BinaryNode‘dan türetilir ve ifadeleri değerlendirmek için process() yöntemini uygular.
Yaprak Düğüm Sınıfı: Num
- Sayısal değerleri temsil eder ve process() çağrıldığında saklanan değeri döndürür.

Son Düşünceler

Polimorfizm, programlamada ifade değerlendirmeyi uygulamak için güçlü bir yol sunar. Bu yapıya uyum sağlamak, geliştiricilerin kolay eklemeler ve değişiklikler yapmalarını sağlayan net, düzenli ve esnek bir kod oluşturmasına olanak tanır.

Sonuç olarak, aritmetik bir ifade dizesinin polimorfizm kullanılarak bir ifade ağacına dönüştürülmesini ustaca öğrenmek, birçok olasılığı açar. Bu tasarım kalıbı yalnızca kodlama süreçlerini basitleştirmekle kalmaz, aynı zamanda kodunuzun bakımını da artırır.

Artık kavramı anladıysanız, kendi varyasyonlarınızı uygulamayı deneyin ve programlamanın geniş dünyasını keşfedin!

Polimorfizm ile İfade Değerlendirme ve Ağaç Yürüyüşü Üzerine Ustalaşma