Collections Yapıları

Husamettin Elalmis

Merhaba arkadaşlar, bu yazıda sizlere .net frameworkunda kullanılan Collections yapılarından bahsedeceğim. Bunların iyi şekilde kavranılması SOLID prensiplerine göre kod yazılmasını kolaylaştıracaktır.

Collections Nedir?

• Verileri liste halinde bellekte barındıran yapılara "Collections" diyoruz

• IEnumerable, ICollection, IDictionary, IList gibi yapıların tamamı hiyerarşik olarak birbiri ile ilintilidir. Bunları genellikle backend tarafında sıklıkla kullanırız.

Nerelerde Kullanılır Önemi Nedir?

• Collection yapıları, backend tarafında mimari tasarım yaparken kullanılır.

  • Method içlerinde kullanabiliriz

  • Repository ve Helper classları içerisinde kullanabiliriz

  • REST veya WCF servislerinde sıklıkla kullanırız

  • Methodların dönüş tiplerinin özellikle servis taraflarında kullanımı yaygındır

    • IEnumerable döndürülebilir

    • ICollection döndürülebilir

    • IList/IDictionary döndürülebilir

  • Backend tasarımında methodların birbirlerine verileri gönderme işlemlerinde bu collectionlar sıklıkla kullanılır

    • Örneğin bir WCF veya REST servisi geliştiriyor olalım

      • Geriye List<string> döndürmek yerine IList döndürebiliriz, bu ölçeklenebilir bir yapıdır.

      • Generic olarak List veya Dictionary döndüren yapılar için ICollection döndürebiliriz, bu ölçeklenebilir bir yapıdır

      • SOLID prensiblerinin uygulanmasında collectionların doğru kullanımı çok önemlidir, aksi halde ölçeklenebilir yapıdan uzaklaşmış ve sürdürülebilir kod yapısından uzaklaşmış oluruz.

      • Ölçeklenebilir yapı, mevcut ihtiyaçların karşılanabilmesi ve ilave ihtiyaçların herhangi bir aksaklığa sebebiyet vermeden projeye dahil edilmesi anlamına gelir.

Hiyerarşik Yapı

• En tepede IEnumerable vardır, ardından ICollection gelir, ardından IDictionary ve IList yapıları gelmektedir.

Kullanılabilen Yapılar

• System.Collections sınıfları

  • ArrayList : Obje veri listesi tutar

  • HashTable: Key-Value obje listesi tutar

  • Queue: FIFO (First In First Out) kuralına göre liste tutar

  • Stack: LIFO (Last In Firt Out) kuralına göre liste tutar

• System.Collections.Concurrent sınıfları

  • ConcurrentDictionary: ThreadSafe işlemlerde kullanılır, dictionary yapısıdır.

• System.Collections.Generic sınıfları

  • IEnumerable<T>: Collections hiyerarşisinin en tepesindedir. ICollection, IList, IDictionary yapılarını kapsar.

  • ICollection<T>: IEnumerablenin altında yaşar, IList ve IDictionary yapılarını kapsar.

  • Dictionary<Key,Value>: Generic dictionary yapısıdır

  • List<T>: Generic list yapısıdır

  • Queue<T>: Generic queue yapısıdır

  • SortedList<Key,Value>: Keye göre otomatik sıralanan dictionary yapısıdır

  • Stack<T>: Generic stack yapısıdır

Array

Dizi olarak kullanılır. Genellikle [] simgesi ile birlikte tanımlarız. Ayrıca Array classı mevcuttur.

private static void ArrayTest()

{

Console.WriteLine("== Array ==");

string[] list = new string[3];

list[0] = "Ankara";

list[1] = "Bolu";

list[2] = "Mardin";

foreach (var item in list)

{

Console.WriteLine(item);

}

}

ArrayList

Dizi olarak kullanılır. İçerisine Obje tipinde her türlü veriyi tutar. Günümüzde, obje tipi yerine generic tipler kullanıldığı için bu yapının kullanımı pek önerilmez, sebebi içerisinde obje barındırdığı içindir. Objenin türünün ne olduğu ayrıca bilmemiz gerekmektedir, bu nedenle bunun yerine List<T> kullanıyoruz.

private static void ArrayListTest()

{

Console.WriteLine("== ArrayList ==");

ArrayList list = new ArrayList();

list.Add("Ankara");

list.Add("Bolu");

list.Add("Mardin");

foreach (var item in list)

{

Console.WriteLine(item);

}

}

StringCollection

ArrayList'in string türlü halidir. İçerisinde barındırılan veri türünün tamamı stringdir. Bunun yerine List<string> kullanıyoruz.

private static void StringCollectionTest()

{

Console.WriteLine("== StringCollection ==");

StringCollection list = new StringCollection();

list.Add("Ankara");

list.Add("Bolu");

list.Add("Mardin");

foreach (var item in list)

{

Console.WriteLine(item);

}

}

StringDictionary

Key ve value tipi string olan bir dictionary türüdür. Bu dictionaryde, keyler otomatik olarak lowercase olmaktadır. Bunun yerine Dictionary<key,value> kullanımı daha uygundur.

private static void StringDictionaryTest()

{

Console.WriteLine("== StringDictionary ==");

StringDictionary list = new StringDictionary();

list.Add("A", "Ankara");

list.Add("B", "Bolu");

list.Add("M", "Mardin");

foreach (string key in list.Keys)

{

Console.WriteLine($"{key} -> {list[key]}");

}

}

Stack

LIFO kuralına göre liste tutar. Push veriyi ekler. Pop veriyi siler.

private static void StackTest()

{

Console.WriteLine("== Stack (LIFO) ==");

Stack stack = new Stack();

stack.Push("Ankara");

stack.Push("Bolu");

stack.Push("Mardin");

while (stack.Count > 0)

{

var res = stack.Pop();

Console.WriteLine(res);

}

}

Queue

FIFO kuralına göre liste tutar. Engueue veriyi ekler. Dequeue veriyi siler.

private static void QueueTest()

{

Console.WriteLine("== Queue (FIFO) ==");

Queue queue = new Queue();

queue.Enqueue("Ankara");

queue.Enqueue("Bolu");

queue.Enqueue("Mardin");

while (queue.Count > 0)

{

var res = queue.Dequeue();

Console.WriteLine(res);

}

}

BitArray

Dizidir, içerisinde Boolean tipinde veri tutar.

private static void BitArrayTest()

{

Console.WriteLine("== BitArray ==");

BitArray arr = new BitArray(5, true);

foreach (var item in arr)

{

Console.WriteLine(item);

}

}

HashTable

Dictionary türüdür, key-value tipinde veri tutar. Verilerin tipi objectdir.

private static void HashTableTest()

{

Console.WriteLine("== HashTable ==");

Hashtable list = new Hashtable();

list.Add("A", "Ankara");

list.Add("B", "Bolu");

list.Add("M", "Mardin");

// yöntem-1 foreach (var key in list.Keys)

{

Console.WriteLine($"{key} -> {list[key]}");

}

Console.WriteLine();

// yöntem-2 var enumerator = list.GetEnumerator(); while (enumerator.MoveNext())

{

Console.WriteLine($"{enumerator.Key} -> {enumerator.Value}");

}

}

SortedList

Dictionary türüdür, key-value tipinde veri tutar. Verilerin tipi objectdir. HashTable'den farkı, veriler eklendiğinde key'e göre otomatik olarak kendi içinde sıralanmaktadır.

private static void SortedListTest()

{

Console.WriteLine("== SortedList ==");

SortedList list = new SortedList();

list.Add("M", "Mardin");

list.Add("A", "Ankara");

list.Add("B", "Bolu");

// yöntem-1 foreach (var key in list.Keys)

{

Console.WriteLine($"{key} -> {list[key]}");

}

Console.WriteLine();

// yöntem-2 var enumerator = list.GetEnumerator(); while (enumerator.MoveNext())

{

Console.WriteLine($"{enumerator.Key} -> {enumerator.Value}");

}

GenericList

Generic liste türüdür. List<T>

private static void GenericListTest()

{

Console.WriteLine("== GenericList ==");

List<string> list = new List<string>();

list.Add("Ankara");

list.Add("Bolu");

list.Add("Mardin");

foreach (string item in list)

{

Console.WriteLine(item);

}

}

Dictionary

Generic liste türüdür. Key-Value ikilisi ile çalışır.

private static void DictionaryTest()

{

Console.WriteLine("== Dictionary ==");

Dictionary<string, string> list = new Dictionary<string, string>();

list.Add("A", "Ankara");

list.Add("B", "Bolu");

list.Add("M", "Mardin");

foreach (var item in list)

{

Console.WriteLine($"{item.Key} -> {item.Value}");

}

}

ICollection

Collection listesidir, IList ve IDictionary'den gelen listeler bu collection türüne assign edilebilir.

private static void ICollectionTest()

{

Console.WriteLine("== ICollection ==");

List<string> list = new List<string>();

list.Add("Ankara");

list.Add("Bolu");

list.Add("Mardin");

ICollection collection = list;

foreach (string item in collection)

{

Console.WriteLine(item);

}

}

IList

Global listedir. Her türlü List<T> bu yapıya assign edilebilir. Bu işlemi genellikle REST/WCF servis yapılarında sıkça kullanırız. Mimari olarak ölçeklenebilir yapıyı mümkün kılar.

private static void IListTest()

{

Console.WriteLine("== IList ==");

List<string> list = new List<string>();

list.Add("Ankara");

list.Add("Bolu");

list.Add("Mardin");

IList ilist = list;

foreach (string item in ilist)

{

Console.WriteLine(item);

}

}

IEnumerable

Global generic listedir, hiyerarşinin en tepesindedir.

private static IEnumerable<string> GetSehirler()

{

List<string> list = new List<string>();

list.Add("Ankara");

list.Add("Bolu");

list.Add("Mardin");

return list;

}

private static void IEnumerableTest()

{

Console.WriteLine("== IEnumerable ==");

var list = GetSehirler(); foreach (string item in list)

{

Console.WriteLine(item);

}

}

SOLID nedir?

• SOLID yazılım prensipleri, geliştirilen yazılımın esnek, yeniden kullanılabilir, sürdürülebilir ve anlaşılır olmasını sağlayan, kod tekrarını önleyen prensipler bütünüdür.

SOLID amaçları nelerdir?

• Gelecekte gereksinimlere kolayca adapte olması

• Yeni özelliklerin kodda değişikliğe gerek kalmadan eklenebilmesi

• Yeni özelliklerin kodun en az değişimi yapılarak gerçekleştirilmesi

• Kod üzerinde yapılan müdahale ve değişikliklerin minimum zamanda yapılabilinmesinin sağlanması

S = Single-responsibility principle

Bir class, sadece yapması gereken işi yapmalıdır.

• Yap: İlgili classların (helpers) iş parçacıklarına bölünerek hazırlanması

• Yapma: Tüm methodları tek bir classda toplama

O = Open-closed principle

Bir class, mevcut özelliklerini korumalı, mevcut özelliklerin kaybolmasına izin vermemelidir, değişikliğe izin vermemeli ancak yeni özellikler kazanabiliyor olmalıdır.

• Yap: Abstract classları ve Interface yapılarını kulan (OOP Programming)

• Yapma: Dümdüz class yazma

L = Liskov substitution principle

Alt classları, üst classların yerine kolayca kullanabilmeliyiz.

• Yap: OOP (Object Oriented Programming) yapılarını aktif şekilde kullan

• Yapma: Spagetti class yazma

I = Interface segregation principle

Arayüzleri parçalara bölmeliyiz

• Yap: Mümkün olduğunda birden fazla Interface'den implement etmeye çalış, böl

• Yapma: Tek bir interfaceye tüm methodları koyma

D = Dependency Inversion Principle

Sınıflar arası bağımlılık olabildiğinde az olmalıdır

• Yap: Ne kadar çok bölersen o kadar iyidir (N-Tier). DependencyInjection kullanmaya çalış.

• Yapma: Farklı uçtaki classları tek bir yerde toplama

Sonuç

• Collections yapılarını temel düzeyde örnekleri ile aktarmaya çalıştırm

• Backend tarafında bunlar sıklıkla kullanılmaktadır, mimari tasarım unsurları collections yapıları ile yakından ilişkilidir.

  • IEnumerable nedir?

  • IList veya ICollection kullanabilir miyiz?

  • IList ile List<T> arasındaki fark nereden gelir? Kullanım artıları neler olabilir?

  • Dictionary nedir? Ne amaçla kullanılır?

    • HashTable nedir?

    • SortedList nedir?

    • Dictionary ile ConcurrentDictionary arasındaki fark nedir?

  • FIFO ve LIFO yapılarını hangi collection türleri destekler?

  • Diğer collections türleri nelerdir?

  • SOLID prensipleri nedir?

  • şeklindeki sorulara daha iyi yanıt vermemizi sağlayan bir dokuman olmasını istedim.

Saygılarımla,

Hüsamettin ELALMIŞ – 08.08.2021

[e-mail]