مقدمة:
المصفوفات هي أحد أهم المفاهيم في البرمجة. إنها هياكل بيانات تسمح بتخزين مجموعة من القيم من نفس النوع في متغير واحد. يمكن استخدام المصفوفات لتخزين البيانات مثل الأرقام أو السلاسل أو الكائنات.
في هذا المقال، سنتعرف على المصفوفات في البرمجة، بما في ذلك:
تعريف المصفوفات
أنواع المصفوفات
إنشاء المصفوفات
تخصيص المصفوفات
وصول إلى عناصر المصفوفات
تعديل عناصر المصفوفات
حذف المصفوفات
تعريف المصفوفات:
المصفوفة هي هيكل بيانات يتكون من مجموعة من العناصر من نفس النوع. يتم تحديد كل عنصر في المصفوفة برقم ترتيبي يسمى المؤشر.
على سبيل المثال، يمكن أن تكون المصفوفة التالية عبارة عن قائمة بالطلاب في فصل دراسي:
int students[10];
في هذه المصفوفة، يمثل المؤشر 0 أول طالب في الفصل، وتمثل المؤشر 1 ثاني طالب، وهكذا.
أنواع المصفوفات:
هناك عدة أنواع من المصفوفات في البرمجة، بما في ذلك:
المصفوفات أحادية البعد: هي المصفوفات التي لها بعد واحد فقط. على سبيل المثال، المصفوفة السابقة هي مصفوفة أحادية البعد.
المصفوفات ثنائية البعد: هي المصفوفات التي لها بعدين. على سبيل المثال، يمكن أن تكون المصفوفة التالية عبارة عن مصفوفة تتكون من قائمة بالطلاب في كل فصل دراسي:
int students[10][10];
في هذه المصفوفة، يمثل المؤشر الأول الصف، ويمثل المؤشر الثاني الطالب في ذلك الصف.
المصفوفات متعددة الأبعاد: هي المصفوفات التي لها أكثر من بعدين.
إنشاء المصفوفات:
يمكن إنشاء المصفوفات بعدة طرق، بما في ذلك:
تعريف المصفوفة: يمكن إنشاء المصفوفة عن طريق تحديد نوعها وحجمها. على سبيل المثال، يمكن إنشاء المصفوفة السابقة على النحو التالي:
int students[10];
تخصيص المصفوفة: يمكن إنشاء المصفوفة عن طريق تخصيصها باستخدام وظيفة تخصيص. على سبيل المثال، يمكن إنشاء المصفوفة التالية على النحو التالي:
int* students = new int[10];
إنشاء مصفوفة فارغة: يمكن إنشاء مصفوفة فارغة عن طريق استخدام وظيفة إنشاء مصفوفة فارغة. على سبيل المثال، يمكن إنشاء المصفوفة التالية على النحو التالي:
int* students = new int[10];
تخصيص المصفوفات:
يمكن تخصيص المصفوفات بعدة طرق، بما في ذلك:
تخصيص المصفوفة بالكامل: يمكن تخصيص المصفوفة بالكامل عن طريق تعيين قيمة لكل عنصر في المصفوفة. على سبيل المثال، يمكن تخصيص المصفوفة السابقة على النحو التالي:
for (int i = 0; i < 10; i++) {
students[i] = i;
}
تخصيص المصفوفة بشكل جزئي: يمكن تخصيص المصفوفة بشكل جزئي عن طريق تعيين قيمة لعدد قليل من العناصر في المصفوفة. على سبيل المثال، يمكن تخصيص المصفوفة السابقة على النحو التالي:
students[0] = 10;
students[1] = 20;
students[2] = 30;
وصول إلى عناصر المصفوفات:
يمكن الوصول إلى عناصر المصفوفات باستخدام المؤشرات. على سبيل المثال، يمكن الوصول إلى العنصر الأول في المصفوفة السابقة على النحو التالي:
int value = students[0];
تعديل عناصر المصفوفات:
يمكن تعديل عناصر المصفوفات باستخدام المؤشرات. على سبيل المثال، يمكن تعديل العنصر الأول في المصفوفة السابقة على النحو التالي:
students[0] = 50;
حذف المصفوفات:
يمكن حذف المصفوفات باستخدام وظيفة حذف المصفوفة. على سبيل المثال، يمكن حذف المصفوفة السابقة على النحو التالي:
delete[] students;
أمثلة على استخدام المصفوفات:
تستخدم المصفوفات في العديد من التطبيقات المختلفة في البرمجة، بما في ذلك:
التخزين: يمكن استخدام المصفوفات لتخزين مجموعة من البيانات، مثل الأرقام أو السلاسل أو الكائنات. على سبيل المثال، يمكن استخدام المصفوفة لتخزين قائمة بالطلاب أو قائمة بالصفوف أو قائمة بالمنتجات.
العمليات الحسابية: يمكن استخدام المصفوفات لأداء العمليات الحسابية على مجموعة من البيانات. على سبيل المثال، يمكن استخدام المصفوفة لحساب متوسط درجات الطلاب أو مجموع المبيعات.
الفرز: يمكن استخدام المصفوفات لفرز مجموعة من البيانات. على سبيل المثال، يمكن استخدام المصفوفة لفرز قائمة الطلاب حسب الدرجات أو حسب الاسم.
البحث: يمكن استخدام المصفوفات للبحث عن عناصر معينة في مجموعة من البيانات. على سبيل المثال، يمكن استخدام المصفوفة للعثور على طالب معين في قائمة الطلاب أو للعثور على منتج معين في قائمة المنتجات.
مزايا المصفوفات:
تتمتع المصفوفات بالعديد من المزايا، بما في ذلك:
كفاءة التخزين: يمكن للمصفوفات تخزين مجموعة من البيانات في متغير واحد، مما يوفر مساحة تخزين.
كفاءة الوصول: يمكن الوصول إلى عناصر المصفوفات بسرعة وسهولة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب الوصول السريع إلى البيانات.
السهولة في الاستخدام: تعتبر المصفوفات من الهياكل البيانات البسيطة والسهلة الاستخدام.
عيوب المصفوفات:
تتمتع المصفوفات أيضًا ببعض العيوب، بما في ذلك:
الحجم الثابت: يجب تحديد حجم المصفوفة عند إنشائها، مما قد يحد من قابليتها للتوسيع.
النفايات في الذاكرة: إذا تم إنشاء مصفوفة أكبر مما هو مطلوب، فقد تتسبب في حدوث نفايات في الذاكرة.
خاتمة:
المصفوفات هي هياكل بيانات قوية ومتعددة الاستخدامات يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات المختلفة في البرمجة. تتمتع المصفوفات بالعديد من المزايا، بما في ذلك الكفاءة والسهولة في الاستخدام. ومع ذلك، فهي أيضًا لديها بعض العيوب، مثل الحجم الثابت والنفايات في الذاكرة.
