المصفوفات فى البرمجة

المصفوفات هي مفهوم أساسي في الرياضيات وعلوم الكمبيوتر التي تلعب دورًا مهمًا في مجموعة واسعة من تطبيقات البرمجة. المصفوفات ، المعروفة أيضًا باسم المصفوفات أو الشبكات ، هي في الأساس جداول من الأرقام مرتبة في صفوف وأعمدة.

يمكن أن تمثل هذه الأرقام أي شيء من قيم البكسل في الصورة إلى أسعار الأسهم في التحليل المالي. في هذه المقالة ، سوف نستكشف أساسيات المصفوفات في البرمجة وتطبيقاتها العملية.

تحديد المصفوفة

في البرمجة ، تُعرَّف المصفوفة عادةً على أنها مصفوفة ثنائية الأبعاد ، حيث يمثل كل عنصر من عناصر المصفوفة خلية واحدة في المصفوفة. يمثل البعد الأول للمصفوفة صفوف المصفوفة ، بينما يمثل البعد الثاني الأعمدة. على سبيل المثال ، يمكن تعريف مصفوفة 3*3 على النحو التالي:

int matrix [3] [3] = {
{1 ، 2 ، 3} ،
{4 ، 5 ، 6} ،
{7 ، 8 ، 9}
} ؛

تحتوي هذه المصفوفة على 9 عناصر مرتبة في 3 صفوف و 3 أعمدة. العنصر في الصف الأول والعمود الأول هو 1 ، والعنصر في الصف الثاني والعمود الثالث هو 6 ، والعنصر في الصف الثالث والعمود الثاني هو 8.

العمليات على المصفوفات

يمكن تشغيل المصفوفات باستخدام مجموعة متنوعة من العمليات الحسابية ، بما في ذلك الجمع والطرح والضرب والقسمة. في البرمجة ، يمكن تنفيذ هذه العمليات باستخدام حلقات تتكرر على صفوف وأعمدة المصفوفات. على سبيل المثال ، لإضافة مصفوفتين معًا ، يمكنك تكرار كل عنصر في المصفوفات وإضافة العناصر المقابلة معًا:

int matrix1 [3] [3] = {
{1 ، 2 ، 3} ،
{4 ، 5 ، 6} ،
{7 ، 8 ، 9}
} ؛

int matrix2 [3] [3] = {
{9 ، 8 ، 7} ،
{6 ، 5 ، 4} ،
{3 ، 2 ، 1}
} ؛

int Result[3] [3] ؛

for (int i = 0 ؛ i <3 ؛ i ++) {
    for (int j = 0 ؛ j <3 ؛ j ++) {
        result [i] [j] = matrix1 [i] [j] + matrix2 [i] [j] ؛
    }
}

ستنشئ هذه الشفرة مصفوفة جديدة تسمى النتيجة التي تحتوي على مجموع المصفوفة 1 والمصفوفة 2. على سبيل المثال ، سيكون العنصر في الصف الأول والعمود الأول من النتيجة 10 (مجموع 1 و 9)

تطبيقات عملية للمصفوفات في البرمجة

تطبيقات عملية للمصفوفات في البرمجة
تحتوي المصفوفات على العديد من التطبيقات العملية في البرمجة ، خاصة في مجالات مثل الرسومات والتعلم الآلي والحوسبة العلمية. فيما يلي بعض الأمثلة عن كيفية استخدام المصفوفات في هذه الحقول

رسومات الجرافيكس: في رسومات الكمبيوتر ، تُستخدم المصفوفات لتمثيل التحولات مثل الترجمة والتناوب والقياس. يمكن أيضًا استخدام المصفوفات لتخزين الصور كمصفوفات من قيم البكسل.

تعلم الآلة: تعد المصفوفات مكونًا رئيسيًا للعديد من خوارزميات التعلم الآلي ، لا سيما تلك التي تتضمن الانحدار الخطي والشبكات العصبية وتجميع البيانات. يمكن استخدام المصفوفات لتمثيل مجموعات البيانات والميزات ، بالإضافة إلى الأوزان والتحيزات في الشبكات العصبية.

تحدثنا في مناسبة سابقة عن تعلم الالة بالتفصيل، يمكنك الاطلاع على المقالة كاملة من هنا ما هو تعليم الالة؟

الحوسبة العلمية: تُستخدم المصفوفات على نطاق واسع في تطبيقات الحوسبة العلمية مثل تحليل العناصر المحدودة ومحاكاة ميكانيكا الكم. يمكن استخدام المصفوفات لتمثيل الأنظمة والمعادلات الفيزيائية ، وكذلك لحل المسائل العددية المعقدة.

المصفوفات هي أداة قوية في البرمجة يمكن استخدامها لتمثيل ومعالجة هياكل البيانات المعقدة. سواء كنت تعمل على الرسومات أو التعلم الآلي أو الحوسبة العلمية ، فإن فهم المصفوفات ضروري للنجاح في هذه المجالات. من خلال إتقان أساسيات المصفوفات ، يمكنك نقل مهارات البرمجة الخاصة بك إلى المستوى التالي ومعالجة المزيد من المشكلات الصعبة.