بزودی سلسله مراتبی از ویدیوهای آموزشی با محوریت الگوریتم‌ها براتون میزاریم

ویدیو‌ها زبان اصلی میباشد که توسط یکی از دوستان بررسی و مقالاتی بابتش ترجمه خواهد شد


این دست از ویدیوهارو میتونید با هشتک

#video
#algorithm

در کانال ما دنبال کنید


@code_crafters

Stacks and Queues 3 Using arrays to write stacks and queues

#video
#algorithm

@code_crafters

لینک مشاهده از یوتیوب:
https://m.youtube.com/watch?v=sHgHZdZEjz4&list=PLpPXw4zFa0uKKhaSz87IowJnOTzh9tiBk&index=24&pp=iAQB

وب سایت کانال https://codecrafters.ir

لیست هشتک‌ها در کانال رو در زیر براتون خواهم گذاشت و آپدیت خواهد شد


#design_patterns الگوهای طراحی

#postgresql پستگرس

#k8s کوبرنتیز

#agile اجایل
#scrum

#algorithm الگوریتم

#video

#meeting متینگ‌

#principles اصول کدنویسی

#project_managment_system مدیریت تیم

#free خارج از مبحث کامپیوتر


#app برنامه‌های کاربردی

#Git #actions مباحث مربوط به گیت و گیتلب

#conda #env کار با

#Docker مباحث مربوط به داکر

#AI #ML مباحث هوش مصنوعی

#book معرفی کتاب

#monitoring بررسی وضعیت سیستم و کد

#concurrency همزمانی کتاب grokking concurrency


#blovkchain #web3

#DDD #domain_driven_design

#BDD #behavior_driven_development

#soa #sso #microservice


@Code_Crafters

Git Hub:
https://github.com/CodeCrafters-ir/

Queue¹
صف²
یک صف شبیه به یک استک³ است، اما روش متفاوتی را برای افزودن و حذف عناصر تعریف می‌کند.
عناصر از یک انتها اضافه می‌شوند که به آن rear⁴ می‌گویند و از انتهای دیگر به نام front⁵ حذف می‌شوند.

به این رفتار FIFO⁶ (First in First Out) گفته می‌شود.
برای تجسم عملکرد آن می توانید یک صف از افراد را در نظر بگیرید. افراد به ترتیب وارد صف می شوند. به مرور طول صف افزایش می‌یابد. سپس افراد به ترتیبی که وارد صف شده اند، از صف خارج می‌شوند. در این صورت اولین نفری که وارد صف شده، اولین نفری است که از صف خارج خواهد شد.

اصطلاح شناسی
فرآیند افزودن عناصر جدید به صف را enqueue⁷ می‌گویند.
فرآیند حذف یک عنصر از صف را dequeue⁸ می‌گویند.

برنامه‌های کاربردی
از صف‌ها هر زمان که نیاز به مدیریت اشیاء⁹ داشته باشیم به منظور شروع با اولین مورد وارد شده استفاده می‌شود.
سناریوها شامل چاپ اسناد¹⁰ بر روی چاپگر، سیستم‌های مرکز تماس پاسخگویی به افراد در انتظار و غیره است.

📌 لیست¹¹های پایتون ساده‌ترین راه برای پیاده‌سازی عملکرد یک صف هستند.


پانوشت:
1. به فارسی: صف
2. به انگلیسی: Queue
3. Stack (به فارسی: پُشته)
4. انتها، پشت
5. جلو
6. First in First Out
یا به اختصار FIFO یعنی خروج به ترتیب ورود، یکی از روش‌های سازماندهی کنترل داده با توجه به زمان و اولویت‌بندی است.
7. enqueue
کردن، عنصری را به انتهای Queue (صف) اضافه میکند.
8. dequeue
کردن، اولین عنصر یا همان عنصر جلوی صف را از Queue خارج و حذف خواهد کرد.
9. Object
10. Document
11. List

#data_structures
#algorithm

@code_crafters

صف در پایتون

بیایید کلاس Queue را با متُدهای enqueue، dequeue، is_empty و print مربوطه پیاده سازی کنیم.

ما از یک لیست برای ذخیره عناصر استفاده خواهیم کرد.

class Queue:
    def __init__(self):
        self.items = []

    def is_empty(self):
        return self.items == []

    def enqueue(self, item):
        self.items.insert(0, item)

    def dequeue(self):
        return self.items.pop()

    def print_queue(self):
        print(self.items)

q = Queue()
q.enqueue('a')
q.enqueue('b')
q.enqueue('42')
q.print_queue()

q.dequeue()
q.print_queue()

متُد enqueue یک عنصر را در ابتدای لیست اضافه می‌کند، در حالی که متُد dequeue آخرین عنصر را حذف می‌کند.

ℹ️ با کد بازی کنید و صف را در عمل ببینید!

#data_structures
#algorithm

@code_crafters

Linked List¹

یک لینکدلیست² مجموعه‌ای از گره³ها است که در آن هر گره داده⁴های خود و پیوند⁵ی به گره بعدی را ذخیره می‌کند.

یک گره به گره دیگری پیوند دارد و آنچه را که می‌توان به عنوان یک زنجیره پیوندی⁶ در نظر گرفت، تشکیل می‌دهد:


اولین گره سَر⁷ نامیده می‌شود و به عنوان نقطه شروع برای هر تکرار⁸ در لیست استفاده می‌شود. آخرین گره باید پیوند آن به None⁹ اشاره داشته باشد، تا انتهای لیست تعیین شود.

برخلاف استک‌ها¹⁰ و صف‌ها¹¹، می‌توانید گره‌ها را در هر جایگاهی از لینکدلیست (شبیه به یک لیست استاندارد) اضافه و حذف کنید.

برنامه‌های کاربردی

لینکدلیست‌ها زمانی مفید هستند که داده‌های شما پیوند داده شده است. به عنوان مثال، زمانی که به عملکرد بازگردانی-بازانجام¹² نیاز دارید، گره‌ها می‌توانند وضعیت را با پیوندهایی به حالت‌های قبلی و بعدی نشان دهند. مثال دیگر می‌تواند یک پلی‌لیست¹³ موسیقی باشد که در آن هر بُرش¹⁴ با بُرش بعدی مرتبط است.

📌 لینکدلیست‌ها همچنین می‌توانند برای ایجاد سایر ساختارهای داده¹⁵ مانند استک‌ها، صف‌ها و گراف‌ها¹⁶ استفاده شوند.


پانوشت:

1. به فارسی: لیست پیوندی (فهرست پیوندی)
2. Linked List
3. Node
یا نود یک نقطه اتصال در شبکه است. این نقطه اتصال می‌تواند یکی از نقاط توزیع مجدد داده یا نقاط ارتباطی باشد که اطلاعات را ارسال و دریافت می‌کنند. اما این همه آنچه که در خصوص node یا گره در شبکه نیست.
4. Data
5. Link
6. Linked Chain
7. Head
8. Iteration
9. از None برای نشان دادن عدم وجود یک مقدار استفاده می‌شود. این در زبان‌های دیگر برنامه‌نویسی مشابه است. مانند دیگر مقادیر خالی مانند 0، [] و رشته خالی، زمانی که به یک متغیر بولی تبدیل می‌شود false خواهد بود.
10. Stacks (پشته‌ها)
11. Queues
12. Undo/ Redo
13. Playlist
14. Clip
15. Data Structures
16. Graphs
دیتا استراکچر یا ساختمان داده‌ای است که به منظور مدل‌سازی مجموعه‌ای از اشیاء و ارتباطات مابین آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

#data_structures
#algorithm

@code_crafters

لینکد‌لیست‌ در پایتون

هر گره شامل داده و پیوند به گره بعدی خواهد بود.

بیایید با ایجاد کلاس Node¹ شروع کنیم:

class Node:
  def __init__(self, data, next):
    self.data = data
    self.next = next

اکنون می‌توانیم کلاس LinkedList را با متُدهای مربوطه ایجاد کنیم:

class Node:
    def __init__(self, data, next):
        self.data = data
        self.next = next

class LinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None
    
    def add_at_front(self, data):
        self.head = Node(data, self.head)      

    def add_at_end(self, data):
        if not self.head:
            self.head = Node(data, None)
            return
        curr = self.head
        while curr.next:
            curr = curr.next
        curr.next = Node(data, None)

    def get_last_node(self):
        n = self.head
        while(n.next != None):
            n = n.next
        return n.data

    def is_empty(self):
        return self.head == None

    def print_list(self):
        n = self.head
        while n != None:
            print(n.data, end = " => ")
            n = n.next
        print()


s = LinkedList()
s.add_at_front(5)
s.add_at_end(8)
s.add_at_front(9)

s.print_list()
print(s.get_last_node())

متُد ()add_at_front یک Node جدید را به عنوان سَر لیست اضافه می کند و سَر قبلی را به آن پیوند می‌دهد.
متُد ()add_at_end با استفاده از یک حلقه² while تا انتهای لیست تکرار می‌شود و گره جدید را به عنوان پیوندِ آخرین گره اضافه می‌کند.

ℹ️ کد را اجرا کنید و ببینید چگونه کار می‌کند!


پانوشت:

1. نام کلاس "گره" (نود/ Node)
2. حلقه در برنامه نویسی یکی از عنصرهای برنامه‌نویسی به حساب می‌آید که به وسیله آن می‌توان بخشی از کدها را به تعداد دفعات مشخص تا زمانی تکرار کرد که فرایند و پروسه مورد نظر به پایان برسد.

#data_structures
#algorithm

@code_crafters

Array¹
آرایه²
ساختمان داده آرایه‌³ای یک مفهوم اساسی در علوم کامپیوتر است که مجموعه‌ای از عناصر⁴ را در یک قطعه⁵ پیوسته از حافظه ذخیره می‌کند. این امکان دسترسی موثر به عناصر را با استفاده از اندیس‌ها⁶ فراهم می‌کند و به طور گسترده در برنامه‌نویسی برای سازماندهی⁷ و دستکاری⁸ داده‌ها استفاده می‌شود.

آرایه چیست؟
آرایه یک ساختمان داده خطی⁹ است که در آن همه عناصر به صورت متوالی¹⁰ مرتب شده‌اند. این مجموعه‌ای از عناصر از نوع داده یکسان یا مواردی از همان نوع متغیر¹¹ است که در مکان‌های حافظه به هم پیوسته ذخیره می‌شوند. این یکی از محبوب‌ترین و ساده‌ترین ساختمان‌های داده است و اغلب برای پیاده‌سازی سایر ساختمان‌های داده استفاده می‌شود. هر مورد¹² در یک آرایه با شروع از 0 ایندکس می‌شود. هر عنصر در یک آرایه از طریق ایندکس آن قابل دسترسی است.
1_تصویر مربوطه

برای سادگی، می‌توانیم آرایه‌ای را به‌عنوان تعدادی پله در نظر بگیریم که روی هر پله یک مقدار قرار می‌گیرد (مثلاً یکی از دوستان شما). در اینجا، شما می‌توانید مکان هر یک از دوستان خود را به سادگی با دانستن تعداد پلکانی که در آن قرار دارند شناسایی کنید.

این کار محاسبه موقعیت هر عنصر را به سادگی با افزودن یک افست¹³ به یک مقدار پایه، یعنی مکان حافظه اولین عنصر آرایه (که معمولاً با نام آرایه مشخص می‌شود) آسان‌تر می‌کند. مقدار پایه ایندکس 0 است و تفاوت بین این دو ایندکس‌ها افست است.

📌 به یاد داشته باشید: "مکان ایندکس بعدی به نوع داده‌ای که استفاده می‌کنیم بستگی دارد".

آیا اندازه آرایه همیشه ثابت است؟
در زبان برنامه‌نویسی ¹⁴C، آرایه دارای یک اندازه ثابت است، به این معنی که وقتی اندازه به آن داده می‌شود، نمی توان آن را تغییر داد، یعنی نمی‌توانید آن را کاهش دهید و نمی‌توانید آن را گسترش دهید. دلیل آن این بود که برای گسترش اگر اندازه را تغییر دهیم، نمی‌توانیم مطمئن باشیم (هر بار امکان ندارد) که مکان حافظه بعدی را به صورت رایگان در اختیارمان قرار دهد. کاهش یافتن کار نخواهد کرد زیرا آرایه، زمانی که اعلام شود، حافظه به صورت ایستا¹⁵ تخصیص می‌یابد، و بنابراین کامپایلر¹⁶ تنها کسی است که می‌تواند آن را از بین ببرد.

اصطلاحات پایه آرایه
- ایندکس آرایه¹⁷: در یک آرایه، عناصر با ایندکس‌هایشان شناسایی می‌شوند. ایندکس آرایه از 0 شروع می‌شود.
- عنصر آرایه¹⁸: عناصر، مواردی هستند که در یک آرایه ذخیره می‌شوند و با ایندکس آن‌ها می‌توان به آن‌ها دسترسی داشت.
- طول آرایه¹⁹: طول یک آرایه با تعداد عناصری که می تواند داشته باشد تعیین می‌شود.

نمایش حافظه آرایه
در یک آرایه، تمام عناصر در مکان‌های حافظه به هم پیوسته ذخیره می‌شوند. بنابراین، اگر یک آرایه را مقداردهی اولیه کنیم:
2_تصویر مربوطه

پانوشت:
1. به فارسی: آرایه
2. Array 3. Array Data Structure
4. elements 5. block
6. indices 7. organizing
8. manipulating 9. Linear Data Structure
10. sequential 11. Variable
12. item 13. offset
14. C Programming Language
15. Static
16. Compiler
یا کامپایلر نرم‌افزاری برای تبدیل کُد منبع (Source Code) به کُد شی (Object Code) است. به عبارت دیگر می‌توان گفت که کامپایلر کُدهای نوشته شده به زبان سطح بالا (نزدیک به زبان انسان) توسط برنامه‌نویسان را به زبان دودویی ماشین تبدیل می‌کند.
17. Array Index 18. Array element
19. Array Length

#data_structures
#algorithm

@code_crafters

اهمیت آرایه
فرض کنید کلاسی متشکل از 5 دانش آموز وجود دارد و اگر باید سوابق نمرات آن‌ها را در امتحان نگه‌داریم، می‌توانیم این کار را با اعلام مجزا پنج متغیر و نگه‌داری پیگیری سوابق انجام دهیم، اما اگر تعداد دانش‌آموزان بسیار زیاد شود، چه می‌شود. دستکاری و نگهداری داده‌ها چالش‌برانگیز خواهد بود.
معنی آن این است که ما می‌توانیم از متغیرهای عادی (... ,v1, v2, v3) زمانی که تعداد اشیاء کمی داریم استفاده کنیم. اما اگر بخواهیم تعداد زیادی نمونه را ذخیره کنیم، مدیریت آن‌ها با متغیرهای عادی مشکل می شود. ایده آرایه این است که نمونه‌های زیادی را در یک متغیر نشان دهد.
3_تصویر مربوطه

انواع آرایه‌ها
آرایه‌ها را می‌توان به دو صورت طبقه‌بندی کرد:
- بر اساس تخصیص حافظه¹
- بر اساس ابعاد²
4_تصویر مربوطه

انواع آرایه‌ها بر اساس ابعاد:
دو نوع اصلی آرایه وجود دارد که به انواع آرایه‌ها بر اساس ابعاد تقسیم‌بندی می‌شوند:
- 1. آرایه‌های تک‌بُعدی (آرایه 1 بُعدی)³: می‌توانید یک آرایه 1 بُعدی را به عنوان یک ردیف تصور کنید که در آن عناصر یکی پس از دیگری ذخیره می‌شوند یا به عبارتی این آرایه‌ها یک ردیف از عناصر را ذخیره می‌کنند.
5_تصویر مربوطه
- 2. آرایه‌های چندبُعدی⁴: آرایه چند بُعدی آرایه‌ای با بیش از یک بُعد است. ما می‌توانیم از آرایه چند بُعدی برای ذخیره داده‌های پیچیده در قالب جداول و غیره استفاده کنیم. می‌توانیم آرایه‌های 2 بُعدی⁵، آرایه‌های 3 بُعدی⁶، آرایه‌های 4 بُعدی⁷ و از این قبیل داشته باشیم و به عبارتی این آرایه‌ها چندین ردیف از عناصر را ذخیره می‌کنند.

+ آرایه دو بُعدی (آرایه 2 بُعدی یا ماتریس)⁸: آرایه‌های چندبُعدیِ 2 بُعدی را می‌توان به عنوان آرایه‌ای از آرایه‌ها یا به عنوان ماتریسی متشکل از ردیف‌ها و ستون‌ها در نظر گرفت.
6_تصویر مربوطه
+ آرایه سه بُعدی (آرایه 3 بُعدی)⁹: یک آرایه چند بُعدیِ 3 بُعدی شامل سه بُعد است، بنابراین می‌توان آن را آرایه‌ای از آرایه‌های دو بُعدی در نظر گرفت.
7_تصویر مربوطه

انواع آرایه‌ها بر اساس تخصیص حافظه:
1. آرایه‌‌های ایستا¹⁰:
در این نوع آرایه، حافظه در زمان کامپایل با اندازه ثابتی از آن تخصیص می‌یابد. ما نمی‌توانیم اندازه این آرایه را تغییر دهیم یا به روز کنیم. این نوع تخصیص حافظه به عنوان تخصیص حافظه ثابت¹¹ یا زمانِ کامپایل¹² نیز شناخته می‌شود. در اینجا فقط یک اندازه ثابت (یعنی اندازه ای که در پرانتز [] ذکر شده است) از حافظه برای ذخیره‌سازی اختصاص داده می‌شود. در صورتی که اندازه آرایه را ندانیم، اگر اندازه بزرگتر را اعلام کنیم و تعداد عناصر کمتری را ذخیره کنیم باعث هدر رفتن حافظه می‌شود یا اندازه کمتری را نسبت به تعداد عناصر اعلام می‌کنیم، در این صورت حافظه کافی برای ذخیره همه عناصر نخواهیم داشت. در چنین مواردی، تخصیص حافظه ثابت ترجیح داده نمی‌شود.

// Static Integer Array
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

// Static Integer Array
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

// Static Array
int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };

import array
# Static Array
arr = array.array('i', [1, 2, 3, 4, 5])

// Static array
int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };

let arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}

پانوشت:
1. Memory Allocation 2. Dimensions
3. One-dimensional Array(1-D Array)
4. Multi-dimensional Array
5. 2-D arrays 6. 3-D arrays
7. 4-D arrays
8. Two-Dimensional Array(2-D Array or Matrix)
9. Three-Dimensional Array(3-D Array)
10. Static Arrays 11. static
12. compile-time

#data_structures
#algorithm

@code_crafters