Java Binary Heap ve Öncelik Kuyruğu Eğitimi

Eğitim Hakkında

Dizi tabanlı heap, heapify, heap sort ve öncelik kuyruğu

Bu eğitim, ikili yığın (binary heap) veri yapısını Java ile dizi üzerinde gerçekler. Min-heap ve max-heap özellikleri, ebeveyn/çocuk indeks formülleri, siftUp ve siftDown işlemleri, O(n) süreli heapify (build-heap) analizi ve heap sort adım adım yazılır. java.util.PriorityQueue iç yapısı, Comparator ile özel öncelik, top-K eleman, k sıralı listeyi birleştirme, kayan medyan (iki heap), olay zamanlayıcı ve indeksli öncelik kuyruğu (decrease-key) gibi uygulama kalıpları ele alınır.

Süre ve Format

2 Gün. Her gün dört modül; katılımcılar binary heap yapısı konusundan başlayıp öncelik kuyruğu uygulamaları konusuyla tamamlar.

Seviye

İleri Seviye — Java ile ikili yığın (binary heap) uygulaması, heapify, heap sort ve öncelik kuyruğu kullanım kalıpları.

Öğrenme Metodu

Heap önce dizi üzerinde elle çizilerek izlenir, ardından jenerik MinHeap sınıfı yazılır ve PriorityQueue ile aynı problemler çözülerek sonuçlar ölçülür.

Neden Bu Eğitim?

⛰️Heap Hakimiyeti

siftUp ve siftDown mantığını dizi indeksleriyle kendiniz kodlarsınız.

🏆Top-K Çözümleri

Büyük veri akışında en büyük K elemanı bellek dostu yöntemle bulursunuz.

⚡Algoritma Altyapısı

Dijkstra, Huffman ve olay simülasyonunun temelindeki öncelik kuyruğunu anlarsınız.

Anahtar Konular

binary heap javapriority queue javaheap sort javamin heap max heaptop k elemanheapifyjava veri yapılarıkayan medyanjava algoritmaöncelik kuyruğu

“Öncelik, kuyruğun ne zaman değil, kimin önce çıkacağını belirler.”

Ön Koşullar

Eğitimden verim almak için faydalı olacak bilgi ve ortam gereksinimleri

1

Java Temeli

Dizi, döngü, sınıf ve metot yazabilecek düzeyde Java bilgisi beklenir.

2

Temel Matematik

Logaritma, üs ve ardışık toplam gibi kavramlara aşinalık Big-O analizinde yardımcı olur.

3

Özyineleme

Basit özyinelemeli metotları (faktöriyel, Fibonacci) okuyabilmek faydalıdır.

4

Geliştirme Ortamı

JDK 17+, IDE ve JUnit çalıştırabilen bir bilgisayar gerekir.

Eğitim İçeriği

Programın gün gün akışı aşağıdadır. Bir güne tıklayarak o günün modüllerini ve içeriklerini görebilirsiniz.

Günün hedefiKatılımcı, dizi tabanlı jenerik bir min-heap yazar ve heapify ile heap sort uygular.

Modül 1

Heap Kavramları

Tam ikili ağaç koşulu ve heap özelliği
Min-heap ve max-heap farkı
Ebeveyn: (i-1)/2, çocuklar: 2i+1 ve 2i+2 formülleri
Heap ile BST arasındaki farklar
Dizi tabanlı temsil ve dinamik büyütme
Heap yüksekliğinin log n olması

Modül 2

Ekleme ve Silme

add işlemi ve siftUp (bubble up)
poll/extractMin ve siftDown (bubble down)
peek işlemi O(1)
İki çocuktan küçük olanla yer değiştirme kuralı
Yinelemeli ve özyinelemeli siftDown
Rastgele indeksten silme ve remove(Object) maliyeti

Modül 3

Heapify ve Heap Sort

Build-heap: aşağıdan yukarı heapify
Heapify'ın O(n) olduğunun ispatı
n kez ekleme ile O(n log n) kıyası
Heap sort: kök ile son elemanı takas etme
Yerinde (in-place) heap sort uygulaması
Heap sort ile quick sort pratik performans farkı

Modül 4

Jenerik MinHeap Sınıfı

MinHeap<T extends Comparable<T>> tasarımı
Comparator alan kurucu (constructor)
Boş heap'te poll için hata politikası
Iterator ve toString ile durumu gözlemleme
JUnit 5 ile heap özelliği doğrulayan test
1 milyon eleman üzerinde süre ölçümü

Günün hedefiKatılımcı, PriorityQueue ile top-K, birleştirme ve medyan problemlerini O(n log k) karmaşıklıkta çözer.

Modül 1

PriorityQueue Kullanımı

java.util.PriorityQueue iç yapısı ve ikili heap
offer, poll, peek ve remove karmaşıklıkları
Comparator ile max-heap oluşturma
Özel nesnelerde öncelik tanımı (görev, hasta, iş)
PriorityQueue'nun iterator sırasının garantisiz olması
Thread güvenli PriorityBlockingQueue farkı

Modül 2

Top-K Problemleri

En büyük K elemanı boyutu K min-heap ile bulma
K. en büyük elemanı bulma ve QuickSelect karşılaştırması
En sık geçen K kelime (HashMap + heap)
K en yakın nokta problemi
Akan veride sürekli en büyük K tutma
Bellek ve süre karmaşıklığı O(n log k) analizi

Modül 3

Birleştirme ve Medyan

K sıralı listeyi min-heap ile birleştirme
Sıralı dizi matrisinde K. küçük eleman
Kayan medyan: max-heap ve min-heap ikilisi
İki heap'in dengesini koruma kuralı
Toplantı odası (interval scheduling) problemi
Görev zamanlayıcıda bekleme süresi minimizasyonu

Modül 4

İleri Heap Konuları

İndeksli öncelik kuyruğu ve decrease-key
Dijkstra algoritmasında PriorityQueue rolü
Huffman kodlamasında minimum frekans seçimi
Ayrık olay simülasyonu için zaman çizelgesi kuyruğu
d-ary heap ve Fibonacci heap'e genel bakış
Heap seçim kriterleri: PriorityQueue, TreeSet, sıralı dizi

Eğitim Kazanımları

Program sonunda katılımcılar:

✅

Heap Kodlama

Dizi tabanlı min-heap ve max-heap yapısını sıfırdan yazabilirsiniz.

🧠

Sift İşlemleri

siftUp ve siftDown mantığını doğru indekslerle uygulayabilirsiniz.

⚙️

Heapify Analizi

Build-heap işleminin neden O(n) olduğunu açıklayabilirsiniz.

🔍

Heap Sort

Yerinde çalışan heap sort algoritmasını yazıp ölçebilirsiniz.

🛠️

PriorityQueue

Comparator ile özel öncelikli PriorityQueue kullanabilirsiniz.

📈

Top-K Çözümü

Büyük veri akışında en büyük K elemanı O(n log k) sürede bulabilirsiniz.

🧩

Medyan Takibi

İki heap ile kayan medyan hesaplayabilirsiniz.

🚀

Algoritma Entegrasyonu

Dijkstra ve Huffman gibi algoritmalarda heap'in rolünü uygulayabilirsiniz.

Kimler İçin Uygundur?

Java ve temel veri yapılarını bilen geliştiriciler
öncelik kuyruğu tabanlı algoritmalar yazmak isteyen mühendisler
mülakat hazırlığındaki adaylar için uygundur

Sıkça Sorulan Sorular

Bu eğitim kimler için uygundur?

Java ve temel veri yapılarını bilen geliştiriciler, öncelik kuyruğu tabanlı algoritmalar yazmak isteyen mühendisler ve mülakat hazırlığındaki adaylar için uygundur.

PriorityQueue varken neden heap sıfırdan yazılır?

Sıfırdan yazım siftUp/siftDown ve indeksleme mantığını kavratır; ardından PriorityQueue'nun iç yapısı daha iyi anlaşılır ve özel durumlarda (decrease-key) kendi heap'inizi kurabilirsiniz.

Top-K problemi için hangi yöntemler karşılaştırılır?

Tam sıralama, boyutu K olan min-heap ve QuickSelect yöntemleri Java'da yazılıp farklı veri boyutlarında süre ve bellek açısından karşılaştırılır.

Eğitim için hangi ön bilgi ve ortam gerekir?

Dizi, döngü, sınıf ve metot yazabilecek düzeyde Java bilgisi beklenir. Logaritma, üs ve ardışık toplam gibi kavramlara aşinalık Big-O analizinde yardımcı olur. Basit özyinelemeli metotları (faktöriyel, Fibonacci) okuyabilmek faydalıdır.

Eğitim sonunda sertifika verilir mi?

Eğitimi tamamlayan katılımcılara Digital Vizyon Akademi Katılım ve Başarı Sertifikası verilir. 2 günlük program boyunca uygulama çalışmalarının tamamlanması beklenir.

Sertifikalandırma

Bu eğitim Digital Vizyon Akademi Başarı Sertifikası ile tamamlanır.

Eğitim başında “Ön Test”, bitiminde “Son Test” uygulanarak gelişim ölçümlenir. Değerlendirme formunu dolduran katılımcılar sertifikalarını alır. Sertifikanızın geçerliliğini Sertifika Sorgulama sayfasından doğrulayabilirsiniz.

Örnek Sertifika

ADVANCED DATA STRUCTURES & ALGORITHMS IN JAVA: WORKING WITH THE BINARY HEAP EĞİTİMİ