الگوریتمستان

برنامه‌نویسی، طراحی الگوریتم و حل مسئله‌های الگوریتمی

 
در صورت ناخوانا بودن نوشته‌ها، از مرورگر دیگری استفاده کنید.
نوشته‌ها با برچسب برنامه‌نویسی نوشته‌ها با برچسب برنامه‌نویسی - الگوریتمستان الگوریتمستان الگوریتمستان
نوشته‌ها با برچسب «

برنامه‌نویسی

»

منظور از ظرف یا نگهدارنده (Container) ساختمان داده‌ای‌ست که دسته‌ای از اطلاعات را در خود نگه می‌دارد. آنچه که این ساختمان‌ها را از هم متمایز می‌کند، نوع تخصیص حافظه، نوع دسترسی و کارایی درج و حذف عنصر در آنها است که به برخی از آنها کاربری‌های ویژه می‌دهد.

در ادامه با انواع این نوع ساختمان داده‌ها در زبان برنامه‌نویسی ++C نسخه‌ی C++11 آشنا می‌شویم. با توجه به گسترده بودن این بحث، جزئیات بیشتر هر کلاس را در «پیوندها برای مطالعه‌ی بیشتر» بخوانید.

ادامه ...

فایل سرآیند (هدر فایل) algorithm از جمله فایل‌های سرآیند تعاریف کتابخانه‌ قالب استاندارد (STL) زبان برنامه‌نویسی ++C‌ است که به طور عمده شامل توابعی برای کار با مجموعه‌ای از داده‌ها (آرایه‌ها و لیست‌ها) است. با استفاده از این توابع به راحتی می‌توان با تنها یک خط کد عملیات جستجو، مرتب‌سازی، شمارش و بررسی یک خاصیت در تمامی داده‌های یک بازه‌ی مشخص را انجام داد.

در استفاده از این توابع باید به این نکته توجه داشت که هر کدام از آنها فرآیندهایی داخلی دارند که اگرچه از مرتبه‌ی زمانی بهینه است، اما لزوما قابل چشم‌پوشی نیست. به عبارت دیگر، دلیل استفاده از این توابع، حذف مرتبه‌ی زمانی برخی الگوریتم‌های مورد نیاز در برنامه نیست؛ بلکه تنها کدنویسی آنها را ساده می‌کند. در ادامه تعریف و عملکرد برخی از این توابع آمده است.

ادامه ...

اجتناب از بررسی تساوی در اعداد اعشاری

اعداد اعشاری در محاسبات ریاضی - مانند عمل تقسیم یا محاسبه‌ی توابع مثلثاتی و غیره - ممکن است حاوی مقدار بسیار ناچیزی خطا باشند که عموما ناشی از عملیات گرد کردن و قطع کردن نتایج مراحل میانی محاسبات هستند. در چنین حالتی به کار بردن عملگر تساوی لزوما به نتیجه‌ی درست ختم نمی‌شود. به عنوان مثال:

  

float f
/* f عملیات محاسباتی روی متغیر */
if(f == 0.0){
    /*
        عملیات بلاک شرط
    */
}

  

ادامه ...

توابع دوست کلاس‌ها از‌ جمله موارد بحث برانگیز برنامه‌نویسی شی‌ءگرا به زبان ++C هستند. چرا که یکی از اصول اساسی شیءگرایی، یعنی پنهان‌سازی اطلاعات، را نقض می‌کنند. با این وجود به خاطر کاربردهای متعددی که دارند از حضورشان نمی‌توان چشم‌پوشی کرد.

به زبان ساده، توابع دوست یک کلاس توابعی هستند که عضو کلاس نیستند، اما به تمامی داده‌ها و توابع خصوصی و محافظت شده‌ی آن دسترسی دارند.

یک مثال ساده

  

class myclass {
    friend void print_a(myclass);
  private:
    unsigned a;
  public:
    myclass(int r) {
      a = r > 0 ? r : - r;
    }
    void print() {
10       cout << a;
11     }
12 };
13   
14 void print_a(myclass ob) {
15   cout << ob.a;
16 }
17 
18 void main() {
19   myclass ob(9);
20   ob.print();
21   cout << "\t";
22   print_a(ob);
23 }

  

ادامه ...

همانطور که می‌دانید، شیوه‌ی معرفی اشیاء کلاس‌های تعریف شده در ++C همانند متغیرهای عادی هستند. به عنوان مثال اگر کلاسی به نام myclass تعریف کرده باشیم، عبارت زیر یک شیء از این کلاس به نام a تعریف می‌کند:

  

myclass a;

  

اما اشیاء کلاس یک تفاوت اساسی با متغیرهای معمولی (مانند int ،float ،char و ...) دارند و آن عدم پشتیبانی از عملگرها است. در واقع عملگر انتساب (=) تنها عملگر قابل استفاده برای اشیاء کلاس است. اشیاء کلاس به صورت پیش‌فرض از عملگرهای دیگر (همانند + ، - ، / ، >> ، & و * و ...) پشتیبانی نمی‌کنند. اگر b ،a‌ و c سه شیء از کلاس myclass باشند، عبارت زیر کامپایل نمی‌شود:

ادامه ...

زبان برنامه‌نویسی C از دو نوع متغیر پشتیبانی می‌کند: متغیرهای معمولی و اشاره‌گرها (متغیرهای حاوی آدرس حافظه). زبان ++C نوع سومی را به این مجموعه اضافه کرده است: متغیرهای مرجع (Reference).

متغیرهای مرجع از روی دو نوع دیگر ساخته می‌شود و به نوعی می‌توان گفت نام مستعار برای متغیر اصلی به حساب می‌آید. برای تعریف متغیر مرجع از عملگر & استفاده می‌کنیم:

  

int a;
int &b = a;

  

ادامه ...

زبان برنامه‌نویسی ++C از کلاس‌های حافظه‌ی‌ (Storage Classes) مختلفی برای تعریف متغیرها پشتیبانی می‌کند.

  

کلاس حافظه‌ی اتوماتیک (auto)

این کلاس اصلی‌ترین کلاس حافظه‌ی زبان ++C محسوب می‌شود. متغیرهایی که توسط این کلاس تعریف می‌شوند، با خروج از محدوده‌ی تعریف به طور خودکار از بین می‌روند. بنابراین تمامی متغیرهای عادی از این نوع کلاس هستند. یعنی شما برای مشخص کردن کلاس حافظه اتوماتیک نیاز به انجام کار خاصی ندارید. اما برای تاکید بر اتوماتیک بودن کلاس حافظه، می‌توانید از کلمه‌ی کلیدی auto استفاده کنید. به عنوان نمونه، دو عبارت زیر هم ارز هستند:

ادامه ...

آرایه‌های دو بعدی کاربردهای بسیاری از جمله جداول و ماتریس‌ها دارند. اهمیت تعریف آرایه‌های پویای دو بعدی کمتر از آرایه‌های یک بعدی نیست. آرایه‌های پویای دو بعدی یک ویژگی جالب در مقایسه با آرایه‌ی ایستا دارند. شما با تعریف پویای آرایه‌های دو بعدی می‌توانید جداول غیرمستطیلی تشکیل دهید. در واقع وقتی آرایه‌های دو بعدی را به صورت پویا ایجاد می‌کنید، این اختیار را دارید که تعداد ستون‌های هر ردیف را متفاوت انتخاب کنید.

به قطعه کد زیر توجه کنید:

  

int **table;
cin >> n;
table = new int*[n];
int i, j;
for (i = 1 ; i <= n ; i++){
  table[i - 1] = new int[i];
  for (j = 1 ; j <= i ; j++)
    table[i - 1][j - 1] = i * j;
}
10 .
11 .
12 .
13 for (i = 0 ; i < n ; i ++)
14   delete[] table[i];
15 delete[] table;
16   

این کد عدد n را از کاربر گرفته و نیمه‌ی پایینی جدول ضرب n در n را در یک آرایه‌ی پویا ذخیره می‌کند. جدول ضرب اعداد متقارن است و نیازی به ذحیره کردن اعداد همه‌ی خانه‌های جدول نیست. در نتیجه با آرایه‌ی پویای دو بعدی حافظه‌ی مصرفی تقریبا نصف می‌شود.

ادامه ...

یکی از مهمترین مباحث کاربردی هر زبان برنامه‌نویسی، اشاره‌گر و مفهوم آن است که کاربرد گسترده‌ای در شاخه‌ی ساختمان داده‌ها نیز دارد. در این فرصت با مفهوم اشاره‌گر و همینطور روش تعریف آن در زبان ++C آشنا می‌شوید. باید توجه داشته باشید که سوای روش تعریف اشاره‌گر در این زبان، کلیت مفهوم آن در بین تمام زبان‌ها مشترک است.

پیش از شروع بحث دو مطلب مهم را یادآوری می‌کنم:

1- تک تک بایت‌های حافظه برای خود آدرسی دارند که یک عدد صحیح و مثبت است. این آدرس دقیقا مانند کد پستی عمل می‌کند. یعنی کاملا منحصربفرد بوده و می‌توان از آن برای ارجاع به بایت استفاده کرد.

ادامه ...

یکی از امکانات جالب و مفید زبان ++C قالب‌ها (Templates) هستند که انعطاف زیادی به کدنویسی می‌دهند.

فرض کنید در یک برنامه نیاز به تعویض مقادیر دو متغیر هست. یعنی مثلا می‌خواهیم مقادیر a و b را با هم عوض کنیم. اگر a و b از نوع صحیح باشند، تابع جابجایی می‌تواند به این صورت باشد:

  

void swap(int &a, int &b){
  int temp;
  temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

  

ادامه ...