تُعدّ هياكل البيانات data structures والخوارزميات algorithms واحدةً من أهم الاختراعات التي وقعت بالخمسين عامًا الأخيرة، وهي من الأدوات الأساسية التي لابُدّ أن يدرسها مهندسي البرمجيات. غالبًا ما تكون الكتب المتناولة لتلك الموضوعات -وفقًا للكاتب- ضخمةً للغاية، كما أنها عادةً ما تُركزّ على الجانب النظري، وتُقدِّم هذه المادة العلمية بدون سياق واضح وبدون أي حافز، فتَعرِض الهياكل البيانية واحدةً تلو الأخرى.
هذا الكتاب مترجم عن الكتاب الشهير Think Data Structures لمؤلفه Allen B. Downey والذي يعد مرجعًا عمليًا في شرح موضوعي هياكل البيانات والخوارزميات اللذين يحتاج إلى تعلمهما كل مبرمج ومهندس برمجيات يتطلع إلى احتراف مهنته وصقل عمله ورفع مستواه.
يحاول هذا الكتاب تنظيم الموضوعات نوعًا ما من خلال التركيز على برمجة تطبيق -برمجة محرك بحث-، ويَستخدِم هذا التطبيق هياكل البيانات بشكل مكثف، وهو في الواقع موضوع مهم وشيق بحد ذاته. في الحقيقة، سيدفعنا هذا التطبيق إلى دراسة بعض الموضوعات التي ربما لن تتعرَّض لها ببعض الفصول الدراسية التمهيدية الخاصة بمادة هياكل البيانات، حيث سنتعرَّض هنا مثلًا، لحفظ هياكل البيانات persistent data structure مثل ريدس Redis.
يُقدِّم الكتاب أيضًا بعض الأساسيات التي تُمارَس عادةً بهندسة البرمجيات، بما في ذلك نظم التحكُّم بالإصدار version control، واختبار الوحدات unit testing. تتضمَّن غالبية فصول الكتاب تمرينًا يَسمَح للقراء بتطبيق ما تعلموه خلال الفصل، حيث يُوفِّر كل تمرين اختبارات أوتوماتيكية لفحص الحل، وبالإضافة إلى ذلك، يُوفِّر الكاتب حلًا لغالبية التمارين ببداية الفصل التالي.
هذا الكتاب مُخصَّص لطلبة الجامعات بمجال علوم الحاسوب والمجالات المرتبطة به، ولمهندسي البرمجيات المحترفين، وللمتدربين بمجال هندسة البرمجيات، وكذلك للأشخاص الذين يستعدون لمقابلات العمل التقنية.
ينبغي أن تكون على معرفة جيدة بلغة البرمجة جافا قبل أن تبدأ بقراءة هذا الكتاب. وبالتحديد، لابُدّ أن تَعرِف كيف تُعرِّف صنفًا class جديدًا يمتدّ extend أو يرث من صنف آخر موجود، إلى جانب إمكانية تعريف صنف يُنفِّذ واجهة interface. إذا لم تكن لديك تلك المعرفة، فيُمكِنك البدء بسلسلة مدخل إلى جافا فهي مترجمة عن كتاب شهير يشرح لغة البرمجة جافا.
يمكنك قراءة الكتاب على شكل فصول منشورة على موقع أكاديمية حسوب مباشرةً إن كنت تحب القراءة على المتصفح مباشرة، وتجد الفصول مجمعة تحت وسم "هياكل البيانات 101" وإليك روابطها تاليًا:
- طريقة عمل الواجهات في لغة جافا
- مدخل إلى تحليل الخوارزميات
- تحليل زمن تشغيل القوائم المنفذة باستخدام مصفوفة
- تحليل زمن تشغيل القوائم المنفذة باستخدام قائمة مترابطة
- تحليل زمن تشغيل القوائم المنفذة باستخدام قائمة ازدواجية الترابط
- تنفيذ أسلوب البحث بالعمق أولا باستخدام طريقتي التعاود والتكرار في جافا
- تنفيذ أسلوب البحث بالعمق أولا باستخدام الواجهتين Iterables وIterators
- استخدام خريطة ومجموعة لبناء مفهرس Indexer
- تحليل زمن تشغيل الخرائط المنفذة باستخدام مصفوفة في جافا
- تنفيذ الخرائط باستخدام التعمية hashing في جافا
- تحسين أداء الخرائط المنفذة باستخدام التعمية HashMap في جافا
- تحليل زمن تشغيل الخرائط المنفذة باستخدام شجرة بحث ثنائية TreeMap في جافا
- استخدام أشجار البحث الثنائية والأشجار المتزنة balanced trees لتنفيذ الخرائط
- استخدام قاعدة بيانات Redis لحفظ البيانات
- فهرسة الصفحات وتحليل زمن تشغيلها باستخدام قاعدة بيانات Redis
- البحث الثنائي Boolean search ودمج نتائج البحث وترتيبها
- نظرة سريعة على بعض خوارزميات الترتيب
