الدرس (17) المصفوفات Arrays في جافا .
تقدم القراءة
الدرس 17: المصفوفات - فن تنظيم البيانات
ما الفرق بين مبرمج مبتدئ ومحترف؟ ليس بالضرورة معرفة الخوارزميات المعقدة، بل في كيفية تعامله مع قائمة بسيطة من 10 عناصر. المبتدئ يخلق فوضى، والمحترف يبني نظامًا. السر؟ أداة شائعة جدًا لدرجة أنه يتم تجاهلها أحيانًا، أداة أحب أن أسميها “علبة البيض الرقمية”. اليوم، ستتعلم كيف تتوقف عن اللعب بعشرات المتغيرات المنفصلة، وتبدأ في تنظيم بياناتك كطاهٍ محترف باستخدام المصفوفات (Arrays)، وهي أهم هيكل بيانات أساسي في عالم البرمجة على الإطلاق.
في هذا الدرس ستتعلم
فهم المشكلة التي تحلها المصفوفات (Arrays).
كيفية تعريف مصفوفة وتخصيص حجم لها في جافا.
الوصول إلى عناصر المصفوفة وتعديلها باستخدام الفهرس (Index).
استخدام الحلقات التكرارية (Loops) للتعامل مع المصفوفات بكفاءة.
تجنب الأخطاء الشائعة مثل ArrayIndexOutOfBoundsException.
الفصل الأول: الفوضى المنظمة: مشكلة تخزين البيانات
تخيل أنك معلم وتريد تخزين درجات 5 طلاب في مادة الرياضيات. كيف ستفعل ذلك باستخدام ما تعلمته حتى الآن؟ ربما هكذا:
اضغط على "تشغيل" لعرض النتيجة هنا.
رسائل النظام ستظهر هنا.
جاهز
السطر 1, العمود 1
هذا الحل يعمل، لكنه كارثي! ماذا لو كان لديك 100 طالب؟ أو 1000؟ هل ستعرف 1000 متغير منفصل؟ وكيف ستحسب متوسط الدرجات بسهولة؟ هذا هو جوهر المشكلة: نحن بحاجة إلى طريقة لتجميع البيانات المتشابهة معًا في حاوية واحدة منظمة.
الفصل الثاني: الحل العبقري: اختراع “علبة البيض” الرقمية
هنا يأتي دور المصفوفة (Array). فكر في المصفوفة على أنها علبة بيض.
حجم ثابت: علبة البيض تأتي بحجم ثابت (6، 12، 24 فتحة). لا يمكنك إضافة فتحة سادسة لعلبة من 5 فتحات. كذلك المصفوفة، عند إنشائها، يكون لها حجم ثابت لا يتغير.
نوع واحد: علبة البيض مخصصة للبيض فقط. لا يمكنك وضع تفاحة في فتحة بيض. كذلك المصفوفة، فهي مخصصة لتخزين عناصر من نفس نوع البيانات فقط (كلها int، أو كلها String).
وصول مباشر: كل فتحة في العلبة لها موقع محدد. يمكنك الذهاب مباشرة إلى الفتحة الثالثة وأخذ البيضة. كذلك المصفوفة، كل عنصر له عنوان رقمي فريد يسمى الفهرس (Index).
المصفوفة (Array)
هي هيكل بيانات يشبه الحاوية، يخزن عددًا ثابتًا من العناصر التي تنتمي جميعها إلى نفس نوع البيانات. يتم الوصول إلى كل عنصر من خلال رقم فهرس (Index) فريد.
لنرى كيف ننشئ “علبة بيض” رقمية تتسع لـ 5 درجات للطلاب:
اضغط على "تشغيل" لعرض النتيجة هنا.
رسائل النظام ستظهر هنا.
جاهز
السطر 1, العمود 1
الفصل الثالث: قواعد العلبة: الوصول والتعديل عبر الفهرس
أهم قاعدة يجب أن تعرفها عن المصفوفات في جافا (و معظم لغات البرمجة) هي: الترقيم يبدأ من الصفر!
في علبة البيض ذات الـ 5 فتحات، الفتحات مرقمة: 0، 1، 2، 3، 4. لا توجد فتحة رقم 5! محاولة الوصول إليها ستؤدي إلى كسر الكود.
للوصول إلى عنصر أو تعديله، نستخدم اسم المصفوفة متبوعًا برقم الفهرس بين قوسين مربعين [].
اضغط على "تشغيل" لعرض النتيجة هنا.
رسائل النظام ستظهر هنا.
جاهز
السطر 1, العمود 1
خطر: الخروج عن الحدود!
أشهر خطأ عند التعامل مع المصفوفات هو ArrayIndexOutOfBoundsException. يحدث هذا عندما تحاول الوصول إلى فهرس غير موجود (مثل الفهرس 5 في مصفوفة حجمها 5). تذكر دائمًا: آخر فهرس صالح هو الحجم – 1.
الفصل الرابع: القوة الخارقة: إطلاق العنان للمصفوفات بالحلقات التكرارية
الجمال الحقيقي للمصفوفات يظهر عند دمجها مع الحلقات التكرارية. تخيل أنك تريد طباعة كل الدرجات، أو حساب مجموعها. بدلاً من كتابة 5 أو 100 سطر، يمكنك استخدام حلقة for بسيطة.
للحصول على حجم المصفوفة، نستخدم arrayName.length.
اضغط على "تشغيل" لعرض النتيجة هنا.
رسائل النظام ستظهر هنا.
جاهز
السطر 1, العمود 1
”ما
ملخص الدرس: من الفوضى إلى النظام
لقد انتقلت اليوم من فوضى المتغيرات المتناثرة إلى نظام “علبة البيض” الرقمي الأنيق. المصفوفات هي العمود الفقري لتخزين البيانات في البرمجة. من خلال فهم قواعدها البسيطة (حجم ثابت، نوع واحد، فهرسة تبدأ من الصفر) ودمجها مع قوة الحلقات التكرارية، يمكنك الآن التعامل مع كميات كبيرة من البيانات بكفاءة ونظام.