Özyineleme Nedir ve Nasıl Kullanılır?

Özyineleme eğlenceli bir programlama konseptidir ancak öğrenmesi biraz zor olabilir. Özyineleme basitçe kendini tekrar eden bir şey anlamına gelir. Özyinelemenin arsız bir örneğini görmek istiyorsanız , Google'da özyineleme aramayı deneyin . Arama sonucu önerilerinin özyinelemeli olduğu bir Paskalya yumurtası bulacaksınız. Öte yandan, özyinelemeli bir işlevin nasıl kodlanacağını öğrenmek istiyorsanız, okumaya devam edin!

Özyinelemeli İşlev nedir?

Özyinelemeli bir işlev, kendini çağıran bir işlevdir. Esasen bir işleve sahip bir döngü yaratırsınız. Tahmin edebileceğiniz gibi, bunlar yazması zor işlevler olabilir. Kodunuzun sonsuza kadar çalışmasını istemezsiniz.

Bir döngüye benzer şekilde, özyinelemeli bir işlev bir koşul tarafından kontrol edilecektir. Koşul karşılandığında, işlev kendini çağırmayı durdurur ve bu da döngüyü durdurur. Bu, sonsuza kadar çalışmadan kendini çağıran bir işlevi bu şekilde oluşturabilirsiniz.

Özyinelemeli bir işlev bir döngü gibi davransa da, bilgisayar tarafından farklı şekilde yürütülür. Bu nedenle, bazı algoritmalar bir döngüde daha verimlidir ve diğerleri özyinelemeli bir işlevden yararlanır. Ancak özyinelemeli bir işlevin nasıl kullanılacağına bakmadan önce, nasıl yazılacağını bilmeniz gerekir.

Özyinelemeli Bir İşlev Nasıl Yazılır

Tüm özyinelemeli işlevler aynı temel yapıya sahiptir:

FUNCTION name IF condition THEN RETURN result ELSE CALL FUNCTION name END FUNCTION

Yukarıdaki örnek sözde kodla yazılmıştır. Herhangi bir dile uygulanabilen işlevin yapısını ana hatlarıyla belirtir. Basit olması için bu yazıda Python'a odaklanacağız.

Özyinelemeli bir işlev hakkında dikkat edilmesi gereken ilk şey, koşul karşılandığında işlevin özyinelemeden çıkmasıdır. Bu, özyinelemeli bir işlev yazdığınızda, belirlemek isteyeceğiniz ilk şey özyinelemeyi ne zaman durduracağınızdır.

Koşul sağlanmazsa, işlev kendini çağırır. Yani, bir sonraki döngüye bilgi göndermek istiyorsanız, onu fonksiyonunuzda bir argüman olarak göndermeniz gerekecek. Bu, özyinelemeli işlevlere çok daha fazla güç verebilir.

İlgili: Programlamada İşlev Nedir?

Python'da Özyinelemeli İşlev Örneği

Eylemde gördüğünüzde özyinelemenin nasıl çalıştığını anlamak çok daha kolay olacaktır. Bunu göstermek için, bir sayının faktöriyelini döndüren özyinelemeli bir fonksiyon yazalım.

Faktöriyeller, bir sayının ve ondan önceki tüm tam sayıların çarpımını döndürür. Örneğin, 5'in faktöriyeli 5 x 4 x 3 x 2 x 1 veya 120'dir.

def factorialFunction(numberToMultiply): if numberToMultiply == 1 : return 1 else : return numberToMultiply * factorialFunction(numberToMultiply - 1) result = factorialFunction(3) print(result) //Outputs: 6

Yukarıdaki program size 3 sayısının faktöriyel olan 6 sonucunu verecektir. Bu ilk başta biraz kafa karıştırıcı olabilir. Programı adım adım incelersek yardımcı olacaktır.

1. İşlev çağrıldığında, numberToMultiply 3'e eşittir.
2. Koşul sağlanmadığı için else koşuluna geçiyoruz.
3.  İşlevimiz 3 * döndürür, ancak ardından duraklatılır. Döndürdüğü değerin geri kalanını belirlemek için kendini çağırmalıdır.
4. Bu sefer fonksiyon çağrıldığında, numberToMultiply'ın değeri 2'ye eşittir.
5. Koşul sağlanmadığı için else koşuluna geçiyoruz.
6. İşlevimiz 2 * döndürür, ancak ardından duraklatılır. Döndürdüğü değerin geri kalanını belirlemek için kendini çağırmalıdır.
7. İşlev yine çağrılır. Bu sefer, numberToMultiply'ın değeri 1'e eşittir.
8. Bizim ise koşul karşılanmaktadır. İşlev 1 döndürür.
9. 6. adımdaki fonksiyon şimdi 2. adımdaki fonksiyona 2 * 1 döndürebilir.
10. Üçüncü adımdaki işlev şimdi 6 olan 3 * 2 * 1 döndürebilir.

Özyineleme zor bir kavramdır. Bunu, bir işlevi başka bir işlevin üzerine yığmak olarak düşünmek faydalı olabilir. Bir işlev nihayet çözümlendiğinde, tüm işlevler yanıtlarını alana kadar bilgileri yığından aşağı geri gönderebilir.

Bu aslında hemen hemen bilgisayarınızın yaptığı şeydir. Fonksiyonu çağırdığınızda, döndürülene kadar hafızada tutulur. Bu, özyinelemeli işlevlerin bir döngüden çok daha fazla bellek kullanabileceği anlamına gelir.

Bu nedenle, döngüleri özyinelemeli işlevler olarak yazmak verimli olmayabilir, ancak onları oluşturma alıştırması yapmak için harika bir yoldur. Döngüleri benzer sonuçlarla özyinelemeli işlevler olarak kodlayabilmelisiniz.

Bir Döngüyü Özyinelemeli Bir İşleve Dönüştürme Örneği

print("Enter an even number:") i = int(input()) while (i % 2) != 0 : print("That number is not even. Please enter a new number:") i = int(input())

Bu döngü aynı zamanda özyinelemeli olarak şu şekilde de yazılabilir:

def recursiveFunction(number) : if (number % 2) == 0 : return number else: print("That number is not even. Please enter a new number:") recursiveFunction(int(input())) print("Enter and even number:") i = recursiveFunction(int(input()))

İlk adım, işlevinizin ne zaman durmasını istediğinizi belirlemektir. Bu durumda çift sayı girildiğinde durmasını istiyoruz. Örneğimizde, sayı kullanıcının girdisini izler. Çift sayı girerlerse, sayıyı döndürürüz. Aksi takdirde, yeni bir numara istemeye devam edeceğiz.

Döngüyü kurmak için fonksiyonumuzu tekrar çağırıyoruz. Ancak bu sefer bir sonraki fonksiyona geçtiğimiz sayı, kullanıcının girdiği yeni sayıdır. Sonraki işlev çağrısı numarayı kontrol edecektir.

Bu gerçekten kötü bir işlev! Evet, döngümüzdeki gibi sayının çift olup olmadığını kontrol ediyor ama verimli değil. Kullanıcı her tek sayı girdiğinde, fonksiyon hafızada tutulur ve yeni bir fonksiyon çağrılır. Bunu yeterince kez yaparsan, hafızan tükenecek!

İlgili: Hızlı Öğrenmenize Yardımcı Olacak Temel Python Örnekleri

Özyinelemeli Bir Fonksiyonun Gerçek Dünya Örneği

Yukarıdaki örnekler, özyinelemenin ne zaman kullanılmayacağının iyi örnekleriydi. Peki özyineleme nerede kullanılır? Özyinelemeyi ne zaman kullanmak isteyeceğinize iyi bir örnek, ikili bir ağaç aramaktır.

Veriler ikili bir ağaçta yapılandırıldığında, veri aramak için birçok yoldan gitmeniz gerekir. Ağacın her noktasında, sağda mı yoksa solda mı aramaya devam etmek istediğinize karar vermelisiniz. Ağacın hangi bölümünü ziyaret ettiğinizi bir değişkene kaydedebilirsiniz, ancak özyinelemeli bir işlev bu bilgiyi doğal olarak izleyebilir.

Yukarıdaki ağaçta altı sayısını aradığımızı hayal edin. Ağacı soldan sağa arayan özyinelemeli bir işlev yapabiliriz. Algoritma şöyle görünecektir:

FUNCTION searchTree(branchToSearch) IF find 6 OR end of tree THEN RETURN result ELSE PROCESS branch CALL FUNCTION searchTree(left) CALL FUNCTION searchTree(right) END FUNCTION

Bu sözde kod örneğinde, algoritma önce ağacın sol tarafını arar. Yeni bir numarayı her ziyaret ettiğinde, işlev duraklatılır ve bellekte tutulur. Bu, nerede olduğumuzu takip etmemizi sağlar.

Algoritma her zaman önce sol tarafı olabildiğince arayacaktır. ağacın sonuna ulaştığında, searchTree(sol) tamamlanacak ve sağ tarafı kontrol edecektir. Her iki taraf da kontrol edildikten sonra, arama bir dalı yedekler ve sağ tarafı kontrol etmeye devam eder.

Algoritmalar tüm ağacı arasaydı, bunu şu sırayla yapardı:

2, 7, 2, 6, 5, 11, 5, 9 ve 4

Yukarıdaki sözde kodu kullanarak takip edip edemeyeceğinize bakın.

Özyinelemenin Gözden Geçirilmesi

Özyineleme ileri düzeyde bir konudur. Bunu anlamak biraz zaman alacak ve kodlamada iyi olmak daha da uzun sürecek. Adım adım özyinelemeli işlevlerden geçerseniz yardımcı olacaktır. Her bir işlev çağrısını temsil etmeyi öğrenirken, bir işlevden geçerken dizin kartlarını yığmak veya notları yapıştırmak bile yardımcı olabilir.

Özyinelemeli bir işlev yazarken, işlevden nasıl çıkmak istediğinize karar vererek başlayın. Ardından, döngünüzü nasıl kuracağınızı belirleyin. Bir sonraki işlev çağrısına hangi bilgilerin gönderilmesi gerektiğini ve neyin döndürülmesi gerektiğini belirleyin.

Özyinelemeyi öğrenmenin en iyi yolu, onu uygulamak ve hatalarınızdan öğrenmektir. Eski kodunuzdan bazılarına bakın ve döngüleri özyinelemeli işlevler olarak yeniden yazmak için kendinize sorun. Muhtemelen kodunuzu daha verimli hale getirmeyecek, ancak iyi bir uygulama olacaktır.