الدرس 3: المتغيرات وأنواع البيانات في الخوارزميات | اعداد خوارزميات بسيطة

الدرس الثالث: البنية الأساسية للخوارزمية - المتغيرات وأنواع البيانات

المتغيرات هي العناصر الأساسية في أي خوارزمية، فهي بمثابة الحاويات التي تحتفظ بالبيانات أثناء تنفيذ الخوارزمية. فهم المتغيرات وأنواع البيانات أمر ضروري لبناء خوارزميات فعالة وصحيحة.

أولاً: مفهوم المتغيرات (Variables)

تعريف المتغير: هو اسم رمزي يشير إلى موقع في الذاكرة يحتوي على قيمة معينة يمكن أن تتغير أثناء تنفيذ الخوارزمية.

خصائص المتغيرات: الاسم، النوع، القيمة، والعنوان في الذاكرة.

ثانياً: قواعد تسمية المتغيرات

• البداية: يجب أن يبدأ بحرف أو شرطة سفلية (_).
• الأحرف المسموحة: أحرف، أرقام، وشرطة سفلية.
• عدم التطابق: يجب ألا يتطابق مع الكلمات المحجوزة في اللغة.

نصائح لاختيار أسماء جيدة:

استخدم أسماء واضحة (عمر_الطالب بدلاً من س)، موجزة، ومتسقة، وتجنب الاختصارات المبهمة.

ثالثاً: أنواع البيانات (Data Types)

الأنواع الأساسية

1. الأعداد الصحيحة (Integer): أعداد كاملة مثل 5, -10, 0.
2. الأعداد العشرية (Float/Real): أعداد تحتوي على كسور عشرية مثل 3.14, -2.5.
3. الأحرف (Character): حرف واحد مثل 'أ', 'A', '*'.
4. سلاسل الأحرف (String): مجموعة من الأحرف مثل "أحمد", "الجزائر".
5. القيم المنطقية (Boolean): تحمل إما صحيح (True) أو خطأ (False).

الأنواع المركبة

1. المصفوفات (Arrays): مجموعة من العناصر من نفس النوع. مثال: الدرجات = [85, 92, 78]
2. السجلات (Records): مجموعة من البيانات المختلفة المرتبطة ببعض.

رابعاً: إعلان المتغيرات وتهيئتها

الإعلان: هو عملية إخبار النظام بوجود متغير ونوعه. مثال: متغير العمر: عدد صحيح

التهيئة: هي إعطاء قيمة أولية للمتغير. مثال: العمر = 0

الإعلان والتهيئة معاً: مثال: ضع العمر = 25

خامساً: العمليات على المتغيرات

• الإسناد (Assignment): عملية إعطاء قيمة جديدة للمتغير. مثال: العمر = العمر + 1.
• العمليات الحسابية: الجمع (+)، الطرح (-)، الضرب (×)، القسمة (÷)، باقي القسمة (mod).
• العمليات المنطقية: التساوي (=)، عدم التساوي (≠)، أكبر من (>), أصغر من (<).
• عمليات النصوص: الربط (+)، حساب الطول، استخراج جزء.

سادساً: نطاق المتغيرات (Variable Scope)

• النطاق العام (Global Scope): متغيرات يمكن الوصول إليها من أي مكان في الخوارزمية.
• النطاق المحلي (Local Scope): متغيرات يمكن الوصول إليها فقط داخل النطاق المحدد الذي عُرِّفت فيه.

سابعاً: الثوابت (Constants)

تعريف الثوابت: هي قيم لا تتغير أثناء تنفيذ الخوارزمية. مثال: ثابت PI = 3.14159.

فوائدها: تزيد الوضوح، تسهل الصيانة، وتمنع تغيير القيم المهمة عن طريق الخطأ.

ثامناً: أمثلة تطبيقية شاملة

// مثال 1: حساب مساحة الدائرة

Algorithme Calculer_Aire_Cercle

Constante PI = 3.14159

Variable rayon, aire : Reel

Début

  Ecrire("Entrez le rayon du cercle : ")

  Lire(rayon)

  aire ← PI * rayon * rayon

  Ecrire("L'aire du cercle est : ", aire)

Fin

// مثال 2: معلومات الطالب

Algorithme Info_Etudiant

Variable nom: Chaine, age: Entier, moyenne: Reel, reussi: Booleen

Début

  Ecrire("Entrez le nom : "); Lire(nom)

  Ecrire("Entrez l'âge : "); Lire(age)

  Ecrire("Entrez la moyenne : "); Lire(moyenne)

  SI (moyenne >= 10) ALORS

    reussi ← Vrai

  SINON

    reussi ← Faux

  FIN_SI

  Ecrire("Résultat pour ", nom, " : ", reussi)

Fin

تاسعاً: أخطاء شائعة وكيفية تجنبها

1. عدم تهيئة المتغيرات: يجب دائماً إعطاء قيمة أولية للمتغيرات قبل استخدامها في عمليات حسابية.
2. خلط أنواع البيانات: لا يمكن إسناد نص إلى متغير رقمي مباشرة.
3. استخدام أسماء غير واضحة: يجعل الخوارزمية صعبة الفهم والصيانة.
4. تجاوز نطاق المتغير: محاولة استخدام متغير محلي خارج نطاقه.

خلاصة الدرس

المتغيرات وأنواع البيانات تشكل الأساس لأي خوارزمية فعالة. إتقان هذه المفاهيم ضروري لبناء خوارزميات صحيحة، تحسين الأداء، تسهيل الصيانة، وتجنب الأخطاء الشائعة.