المصفوفة أحادية البُعد

8.1 مقدمة – הקדמה

المصفوفة هي عبارة عن مجموعة من المُتغيرات من نفس النوع مرتبه ترتيباً تسلسليا في الذاكرة. نستعمل المصفوفة للتعامل مع كمية كبيرة من البيانات التي نريد تخزينها.

عندما نريد تعريف مصفوفة يجب أن نحدد ما يلي:

• عدد الخانات (كل خانة بمثابة مُتغير) الموجودة في المصفوفة (طول المصفوفة N)
• نوع البيانات التي سنخزنها في المصفوفة (نوع المصفوفة مثل: int, char, double…)
• اسم المصفوفة.

يمكن اعتبار المصفوفة مجموعة من المتغيرات من نفس النوع مرتبه بسطر واحد كما يلي:

في المثال بالصورة تظهر لدينا مصفوفة من النوع int واسمها arr ، المصفوفة ذات طول 10. كل خانة من خانات هذه المصفوفة هو مُتغير قائم بحد ذاته.

نلاحظ ما يلي:

• أول خانة في المصفوفة رقمها التسلسلي صفر.
• آخر خانة في المصفوفة رقمها التسلسلي هو 9 (N-1) حيث أن 10 (N) كان طول المصفوفة.
• عند بناء المصفوفة بلغة السي شارب نحصل عليها وفيها قيم بدائية صفرية ولا حاجة لإعطائها قيم بدائية او صفرية، وذلك يختلف عنما عهدنا في المُتغيرات حيث كنا نحصل عليها تحتوي قيما بلا معنى.

• مصفوفة int أو double تكون فيها قيم بدائية أصفار.
• مصفوفة char تكون فيها قيم فارغة (\0).
• مصفوفة string تكون فيها قيم فارغة (null).
• مصفوفة bool تكون فيها قيم false.

8.2 تعريف المصفوفات والتعامل مع المصفوفات – הגדרת מערכים והטיפול בהם

التوجه للمصفوفة يتم بواسطة اسم المصفوفة ومؤشر الحد، ويجدر بنا الانتباه أن مؤشر المصفوفات بلغة السي شارب يبدأ من 0، أي أن arr[0] هو الحد الأول بالمصفوفة وأن arr[1] هو الحد الثاني بالمصفوفة وهكذا ....

لذلك للتوجه لخانة من الخانات (مُتغير من مُتغيرات المصفوفة) نكتب اسم المصفوفة والرقم التسلسلي ونتعامل مع كل خانة كأنها مُتغير قائم بحد ذاته.

لكي نغير قيمة الخانة ذات المؤشر 2 نتوجه لها ونتعامل معها باسم المصفوفة وبرقم المؤشر التابع لها ثم نستطيع أن نتعامل معها كما نتعامل مع المُتغير العادي الذي عهدناه سابقا، مثلا نضع القيمة 70 داخل الخانة المذكورة بواسطة:

marks[2] = 70 ;

وإذا نفذنا الأمر التالي:

marks[6] = marks[2] + 3 ;

فإننا نحصل على ما يلي:

كيف نبني مصفوفة؟:

لكي نتعلم كيف نبني مصفوفة ننظر للمثال التالي:

int[] arr = new int[10];

في هذا المثال بنينا مصفوفة باسم arr ، طولها 10 خانات.

أولا عرفنا نوع المصفوفة وكانت int[ ] ، أي مصفوفة أعداد صحيحة، ثم أعطينا المصفوفة اسما وهو arr ثم بنينا المصفوفة بالذاكرة بواسطة الأمر new وحددنا طولها على أنه 10 خانات (من رقم مؤشر 0 حتى 9).

كما نرى نحصل على المصفوفة "مُصفرة". (מאופסת).

فعلنا ذلك سابقا عند تعاملنا مع الفئة Random .

Random dealer = new Random( );

ثم استعملنا العملية Next للحصول على أرقام عشوائية مثلا:

int x = dealer.Next(1,7) ;

x يمكنه أن يحتوي على 1 أو 2 أو 3 أو 4 أو 5 أو 6 .

ويمكن ذلك بسطر واحد على النحو التالي:

المصفوفات هي فئات حسب النوع.
مصفوفة من نوع اعداد صحيحة هي من فئة int[ ] .
مصفوفة من نوع اعداد عشرية هي من فئة double[ ] .
مصفوفة من نوع رموز هي من فئة char[ ].
مصفوفة من نوع جمل نصية هي من فئة string[ ] .
مصفوفة من نوع بوليانية هي من فئة bool[ ] .

نستطيع بناء مصفوفات مع قيم بدائية وتعريفها على النحو التالي أيضا:

int[] a = new int[] { 100, 97, 92, 100, 100 };

في هذه الحالة نحصل على مصفوفة اسمها a وطولها 5 حدود (خانات) وفيها القيم المعطاة أعلاه.

نستطيع استقبال قيم الخانات في المصفوفة من المستخدم (كل خانة بمثابة مُتغير قائم بحد ذاته)، وذلك باستعمال اسم المصفوفة ورقم المؤشر للخانة فمثلا:

arr[0] = int.Parse(Console.ReadLine( ));

هذا يستقبل من المستخدم عدد صحيح ويضعه في الخانة الأولى من المصفوفة وهكذا نستطيع استقبال كل خانات المصفوفة (نستعين بأوامر التكرار).

8.3 أهمية استعمال المصفوفات – חשיבות השימוש במערכים

تُستعمل المصفوفات لحفظ الكثير من البيانات والتعامل مع هذه البيانات بواسطة أوامر التكرار حيث لا يمكن ذلك دون استعمال المصفوفات. يمكن توضيح ذلك بالمثال التالي:

 public static void Main (string[] args)
 {
   char a,b,c,d,e,f,g,h,i,j;

   Console.Write("Give me a letter: ");
   a=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   b=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   c=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   d=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   e=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   f=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   g=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   h=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   i=char.Parse(Console.ReadLine());

   Console.Write("Give me a letter: ");
   j=char.Parse(Console.ReadLine());
  Console.WriteLine("{0}{1}{2}{3}{4}{5}{6}{7}{8}{9}",a,b,c,d,e,f,g,h,i,j);
Console.WriteLine("{0}{1}{2}{3}{4}{5}{6}{7}{8}{9}",j,i,h,g,f,e,d,c,b,a);
 }

ولكن إذا كتبنا الحل بواسطة المصفوفات فانه على النحو التالي:

using System;

class Hammam
 {
  public static void Main (string[] args)
  {
    char[] w = new char[10];
    int i;

    for(i=0;i<10;i++)
    {
    Console.Write("Give me a letter: ");
    w[i]=char.Parse(Console.ReadLine());
    }
    for(i=0;i<10;i++)
    Console.Write(w[i]);

    Console.WriteLine();

    for(i=9;i>=0;i--)
        Console.Write(w[i]);
    }
}

إذا استعمال المصفوفات يمكننا من استعمال أوامر التكرار لأننا ببساطة نستطيع تغيير المؤشر لكل خانة بينما في المُتغيرات لا يمكننا ارفاق مؤشر حيث أن من الخطأ فعل ذلك.

8.4 العملية Length – הפעולה Length

العملية Length هي عملية تعمل على المصفوفات بعد وضع النقطة وهذه العملية تعيد لنا طول المصفوفة وهي تسهل علينا كتابة شرط التكرار حتى نصل آخر خانة بالمصفوفة.

static void Main(string[] args)
{
    int i;
    int[] arr = new int[12]; //from 0 to 11

    for (i = 0; i < arr.Length; i++)
        arr[i] = (int)Math.Pow(i,2);

    for(i=0; i< arr.Length ; i++)
        Console.Write("{0}|",arr[i]);
}

عند تشغيل البرنامج نحصل على ما يلي:

0|1|4|9|16|25|36|49|64|81|100|121|

static void Main(string[] args)
{
    int i;
    int[] arr = new int[8];

    for(i=0;i<arr.Length;i++)
    {
        Console.Write("Insert a number: ");
        arr[i] = int.Parse(Console.ReadLine());
    }
    for(i=arr.Length-1; i>=0; i--)
        Console.Write("{0}|",arr[i]);
}

نتيجة تشغيل البرنامج:

Insert a number: 70
Insert a number: 100
Insert a number: -90
Insert a number: 11
Insert a number: 48
Insert a number: 98
Insert a number: 500
Insert a number: -4
-4|500|98|48|11|-90|100|70|

8.5 مصفوفة العدّادات – מערך מונים

يمكن استخدام المصفوفات كعدّادات (counters) حيث تكون كل خانة في المصفوفة هي عدّ عدّاد لمقدار مُعين، ويمكننا تقسيم الحالات الى قسمين:

1. عدّاد: عدّادات تتقدم بواحد كل مرة. (מונים)
2. جمّاع: عدّادات تتقدم بمقدار مُعين ممكن أن يكون ثابت أو غير ثابت. (צוברים – عدادات تراكمية).

const int Mohammad = 0 ;
const int Abd = 1 ;
const int Mriam = 2 ;

أمثلة: مصفوفة عدادات (تتقدم بواحد):

شرح وتوضيح لاستراتيجية الحل:

• تكرار 14 مرة (14 أسبوع) وكل مرة نسأل من هم الطلاب الغائبون، وحسب الغياب نقدم العدادات.
• يجب أن يشترك الطالب في 12 لقاء على الأقل، أي نطبع الرقم التسلسلي للطلاب الذين لديهم 3 غيابات وأكثر (يُسمح بغيابين لكن 3 غيابات غير مسموح ولن يستطيع الطالب أن يتقدم للامتحان).