لوحة المتصدرين

"أريد تعلم البرمجة لكنني لا أعرف من أين أبدأ!" هذه هي أكثر عبارة تتردد على سمعي من حديثي العهد بالبرمجة، إذ يأتيني هذا السؤال مرارًا وتكرارًا؛ وفي كل مرة أحاول أن أجيب عنه في سياقه، أجد أنني أضيف معلومات جديدة على إجاباتي السابقة، لذا قررت كتابة هذا المقال بعنوان "تعلم البرمجة" لعله يفيد الراغبين في تعلم تطوير التطبيقات في بدء رحلتهم مع تعلم البرمجة من الصفر. جدول المحتويات حرصًا على تنظيم المقالة ولتسهيل الوصول إلى القسم الذي تريده بسهولة، سنذكر هنا جدول المحتويات باختصار: ما هي البرمجة؟ لماذا تتعلم البرمجة؟ ما عليك معرفته لتصبح مبرمجًا الأدوات اللازمة للبدء في تعلم البرمجة لماذا هناك العديد من لغات البرمجة؟ مفاهيم البرمجة مصادر تعلم البرمجة تطوير واجهات المستخدم تطوير الواجهات الخلفية تعلم تطوير تطبيقات الجوال تطوير الألعاب تطوير الأنظمة المدمجة تطوير تطبيقات سطح المكتب كيفية اختيار لغة البرمجة التي تناسبك نصائح لتعلم البرمجة ما هي البرمجة؟ البرمجة هي عملية تقسيم مهمة معينة يراد تنفيذها عبر الحاسوب إلى أجزاء صغيرة ومترابطة وقابلة للتنفيذ بأوامر بسيطة. بعد ذلك، تجري كتابة هذه الأوامر والتعليمات بإحدى لغات البرمجة، والتي هي وسيلة للتخاطب مع الحاسوب. إليك المثال العملي التالي الذي يشرح ماهية البرمجة: إن كنت تتوقع زيارة صديق لك اليوم، واتصل بك ليقول لك: "أنا واقف بجانب الحديقة ولا أعرف كيف أصل إلى منزلك". أنت عادةً تمر كل يوم من جانب الحديقة وتعرف الطريق بينها وبين منزلك شبرًا بشبر. برأيك هل ينفع إن قلت له: "منزلي معروف وقريب من الحديقة وأنا كل يوم أمر من جانبها"؟ لا، بالتأكيد. تحتاج إلى أن تقسِّم المشكلة إلى أجزاء تمثل خطوات بسيطة يستطيع صديقك فهمها وتنفيذها. مثلًا، أخبره أن ينفذ الأوامر التالية: "سر إلى الأمام عشرة أمتار" ثم "اتجه إلى اليمين" ثم "سر إلى نهاية الشارع" ثم "اتجه إلى اليسار". أخبره بعد ذلك: "عُدَّ الأبنية الموجودة على اليسار حتى تصل إلى البناء الرابع" ثم "اصعد إلى الطابق الثاني" ثم "اطرق على الباب الذي سيظهر أمامك". مبارك! بهذه الطريقة، تستطيع أن تدل صديقك على منزلك بدقة. البرمجة هي الشيء نفسه تمامًا. فهل ترى التعابير المكتوبة بين علامتي الاقتباس؟ إنها التعابير التي تكتب بإحدى لغات البرمجة والتي تخاطب الحاسوب بدلًا من صديقك السابق. لغات البرمجة هي مجموعة من المفردات والقواعد اللغوية التي تشكل لغةً وسيطةً للتخاطب مع الحاسوب وأمره بتنفيذ تعليمات وأشياء محدَّدة. فلا الحاسوب يفهم لغة البشر ولا البشر يفهمون لغة الحاسوب، لذا كان هنالك حاجة ملحة لوجود لغة وسيطة يفهمها كلاهما؛ نتيجةً لذلك، انبثق مفهوم لغة البرمجة. بعبارة أخرى، لو أردنا أن نقول للحاسوب "افعل كذا"، فسنحتاج إلى لغةٍ مشتركةٍ بيننا وبينه ليفهم ما نبتغيه، وهنا يأتي دور لغات البرمجة، إذ يمكنك أن تعدّ لغات البرمجة على أنها وسيط بين المبرمج والحاسوب. يهتم المبرمج بالتفكير في تسلسل الخطوات التي على الحاسوب القيام بها لإتمام العمل المطلوب منه (مثل حساب العمر اعتمادًا على تاريخ الولادة)، ثم كتابة هذه الخطوات بترتيب منطقي بإحدى لغات البرمجة. ربما لاحظتَ في الجملة السابقة أن جزءًا من مهمة المبرمج هو التفكير المنطقي، وهذا يجعلنا ننتقل إلى السؤال الشائع "هل أستطيع تعلم البرمجة وأصبح مبرمجًا؟" أو "هل أنا مؤهل لأصبح مبرمجًا؟". لماذا تتعلم البرمجة؟ يبدو أن تعلم البرمجة من الصفر ليس بالصعوبة التي توقعتها، لكنك تريد حافزًا يجعلك تتعلم البرمجة. تسمع كثيرًا أن البرمجة هي مجال المستقبل، وأن وظائف المبرمجين ستكتسح مجال التوظيف في السنوات القادمة؟ أستطيع أن أؤكد لك ذلك، كما أنَّ وظائف البرمجة هي من أعلى الوظائف دخلًا. فلو كنت تريد بدء مشوارك الاحترافي وتريد عملًا مستقرًا وذا دخلٍ ممتاز، فإن تعلم البرمجة والعمل بها هو أفضل خيارٍ أمامك. وظائف البرمجة مريحة عمومًا، فالعمل كله مكتبي أمام حاسوب في بيئة مريحة ومناسبة، وأغلبية الشركات تتبع نظام العمل 40 ساعة في الأسبوع (أي 5 أيام لمدة 8 ساعات يوميًا)، ولا تغفل عن قدرتك على العمل عن بعد من خلال الانترنت أو كمستقل في أوقات فراغك. تعلم البرمجة سيوسع أفق تفكيرك كثيرًا، خصوصًا أن تعاملك مع الحاسوب يتبع إلى التفكير المنطقي، وستجد أن البرمجة ستسهل لك القيام بأمور أخرى في الحاسوب. ما عليك معرفته لتصبح مبرمجًا يتردد الكثيرون في تعلم البرمجة متذرعين بأن مستواهم في الرياضيات ليس ممتازًا، وهذا ليس صحيحًا، فصحيحٌ أنَّ هنالك أمور تعترضك أثناء أداء عملك كمبرمج تتطلب خبرة في الرياضيات، إلا أنَّه قد تمر عليك فترات طويلة لا تحتاج فيها إلى مسائل رياضية. كل ما يلزمك للبدء في تعلم البرمجة هو الأساسيات التي يعرفها الجميع. إلى حين اعتراضك أية مسألة أو مشكلة تتطلب مهارة في الرياضيات، هنالك الكثير من المصادر والمراجع التي تستطيع الرجوع إليها آنذاك. بعبارة أخرى، أجِّل هذا الأمر قليلًا ولا تخف. الأهم من ذلك هو أن تكون قادرًا على التفكير بشكل منطقي. التفكير المنطقي التفكير المنطقي هو المهارة التي تجمع كافة المبرمجين تحت مظلة واحدة، وهي أساس كتابة الخوارزميات، إذ يجب أن تكون قادرًا على اكتساب هذه المهارة وتطويرها. الخوارزميات كلمة "الخوارزميات" هي الكلمة المرعبة التي ينفر منها البعض، فكل ما يتخيلونه عند ذكرها هو الرياضيات المعقدة والمعادلات الطويلة والرموز العجيبة، لكن الأمر بسيط جدًا؛ فالخوازرميات هي تطبيقٌ للتفكير المنطقي في خطوات متسلسلة واضحة تمامًا لحل مشكلة ما. لكي أوضِّح لك أن الخوارزميات ليست أمرًا معقدًا، سأخبرك بكيفية كتابة برنامج يسأل المستخدم عن سنة ميلاده، ثم يعيد عمره الحالي بالسنوات. الخطوة الأولى: إظهار رسالة نصية نطلب فيها من المستخدم إدخال تاريخ ميلاده. الخطوة الثانية: تخزين سنة الميلاد التي أدخلها المستخدم. الخطوة الثالثة: الحصول على السنة الحالية. الخطوة الرابعة: طرح مدخلات المستخدم من السنة الحالية. الخطوة الخامسة والأخيرة: إظهار الناتج. ما سبق هو خوارزمية بسيطة تتألف من خطوات متسلسلة، لكن إذا أمعنّا النظر فيها سنجد خللًا في حال أدخل المستخدم تاريخًا أكبر من التاريخ الحالي، أي لو أدخل 2050 مثلًا بدلًا من 1995. عندها سيصبح العمر المعاد من الخوارزمية سالبًا، ويمكننا أن نحل هذه الإشكالية منطقيًا بوضع شرط يمنع المستخدم من إدخال تاريخ أكبر من التاريخ الحالي. إطارات العمل كلمة أخرى شائعة جدًا في عالم البرمجة هي "إطارات العمل" frameworks، إطارات العمل هي مجموعة من الشيفرات البرمجية التي تسهل على المبرمج إنشاء التطبيقات، بتوفير وحدات جاهزة تقدم خدمات متنوعة مثل تسجيل المستخدمين، وإرسال البريد الإلكتروني، والتعامل مع قواعد البيانات. أي يمكنك أن تعدّها أدوات برمجية تساعدك في برمجة تطبيقك وتسهِّل لك فعل ذلك. الأدوات اللازمة للبدء في تعلم البرمجة تحتاج إلى حاسوبٍ بمواصفات جيدة (ليس من الضروري أن يكون من أفضل الحواسيب، وإنما أن يمتلك مقدارًا جيدًا من الذاكرة العشوائية). لا ننصح بمواصفات معينة أو نظام تشغيل معين، استعمل ما يحلو لك وما ترى نفسك معتادًا عليه (سواءً كان ويندوز أو لينكس أو ماك). ستحتاج أيضًا إلى اتصالٍ جيد بالإنترنت للوصول إلى المواد التعليمية، ولتنزيل البرمجيات والمكتبات اللازمة للتطوير. أما بخصوص أدوات التطوير، فستحتاج إلى برمجية لكتابة الشيفرات، وهنالك نوعان رئيسيان لها: المحررات النصية: مثل Visual Studio Code أو Atom أو Sublime Text أو Bracktes أو Notepad++‎. وهذه المحررات النصية تكون بسيطة في أغلبها، وتوفر ميزات أساسية مثل تلوين الشيفرات، وبعض ميزات الإكمال التلقائي، وتدعم أغلبيتها إضافات لزيادة وظائفها. وظيفة هذه المحررات النصية عمومًا هي تعديل الشيفرات بسهولة وسرعة. ننصحك بتجربة Visual Studio Code لشهرته حاليًا وكثرة إضافاته ودعمه الممتاز من شركة Microsoft. بيئات التطوير المدمجة: مثل Visual Studio و Eclipse و Android Studio و NetBeans و Apple Xcode وغيرها. وهذه البيئات توفر ميزات أكثر بكثير من المحررات النصية، مثل تشغيل الشيفرات وتنقيحها (debugging) وميزات التحكم بالإصدارات (version control) والاتصال بقواعد البيانات وخلاف ذلك. لماذا هناك العديد من لغات البرمجة؟ قد تتساءل، لماذا هناك العديد من لغات البرمجة؟ أليست هذه اللغات كلها تنفذ الهدف ذاته؟ لماذا لا يكون هنالك لغة موحدة بين المبرمجين والحاسوب؟ الحقيقة أنّه توجد لغة برمجة واحدة ولكن ليست إحدى اللغات التي تراها أمامك في الصورة. اللغة التي نشير إليها هي لغة الآلة التي يستطيع معالج الحاسوب قراءتها وفهمها. أتتساءل ما هي لغة الآلة وكيف تبدو؟ إليك مقطعًا منها: معلومٌ أنّ معالج الحاسوب لا يفهم شيئًا سوى الأصفار والواحدات، وهذه اللغة -أي لغة الآلة- هي تمثيل للأصفار والواحدات بطريقة تخبر الحاسوب بما يجب عليه فعله. الجدير بالذكر أن هذه اللغة عصية الفهم على البشر، وحتى إن استطعت كتابة شيفرة مثل الشيفرة الموضحة بالصورة (كما في السنوات الأولى من بداية اختراع الحاسوب)، لن يفهمها الآخرون ولن يستطيع أحد التعديل على الشيفرة وتطويرها لاحقًا باستثنائك. سعيًا لإيجاد لغة قريبة من لغة البشر، انقسمت لغات البرمجية إلى قسمين: لغات البرمجة منخفضة المستوى، ولغات البرمجة عالية المستوى وذلك تبعًا لمدى قربها من لغة الآلة أو لغة البشر على التوالي. أي أنّ لغات البرمجة منخفضة المستوى هي اللغات الأقرب للغة الآلة آنفة الذكر مثل لغة التجميع Assembly language، ولغات البرمجة عالية المستوى هي اللغات الأقرب للغة البشر مثل لغة بايثون وجافا. تنفيذ البرامج المكتوبة بلغات برمجة عالية المستوى يقودنا الحديث عن اللغات عالية المستوى واللغات منخفضة المستوى إلى الحديث عن كيفية تنفيذ المعالج للشيفرة المكتوبة بلغة عالية المستوى لا يفهمها المعالج (أليس هذا ما تفكر به الآن؟). عرفنا أن المعالج يفهم الأوامر والتعليمات المكتوبة بلغة منخفضة المستوى (لغة الآلة)، فمَثَلُ هذه العملية كمَثَلِ شخصٍ أجنبي تعلم اللغة العربية وبدأ التحدث مع ناطقٍ باللغة العربية، إذ يمكن لهما التواصل مباشرةً - ليخبر كل منها ما يريد من الآخر فعله - دون وسيط. أمَّا مَثَلُ كتابة برنامج بلغة عالية المستوى أقرب إلى لغة البشر والطلب من الحاسوب تنفيذه كمثل ناطق باللغة الهندية يريد التخاطب مع ناطق باللغة العربية دون أن يفقه أحدهما لغة الآخر. في هذه الحالة، لن يستطيع أحدهما فهم ما يتكلم به الآخر وستفشل عملية التواصل. قد تقول: لماذا لا يحضران مترجمًا يترجم ما يقوله كل منها للآخر؟ حسنًا، هذا ما يحصل تمامًا عندما يراد تنفيذ برنامج بلغة لا يفهمها معالج الحاسوب. في اللغات البشرية، هنالك نوع واحد من المترجمين يعرفه الجميع للترجمة من لغة إلى آخرى؛ أما في لغات البرمجة، هنالك نوعان من المترجمين بين اللغات هما: المفسر interpreter، والمترجم compiler. بناءً على ذلك، تنقسم لغات البرمجة إلى لغات مفسرة ولغات مترجمة. (من الآن وصاعدًا، كلما ذكرنا لغات البرمجة، فنحن نشير إلى لغات البرمجة عالية المستوى.) -المفسر (interpreter): وهو برنامج خاصٌ يفسِّر الشيفرة المصدرية لبرنامج مكتوب بلغة عالية المستوى سطرًا بسطر ويحولها إلى لغة منخفضة المستوى لينفذها الحاسوب مباشرةً. -المترجم (compiler): وهو برنامج خاصٌ يحوِّل الملفات المصدرية لبرنامج مكتوب بلغة عالية المستوى إلى ملف تنفيذي مكتوب بلغة الآلة دفعةً واحدةً، ثم يمكن تشغيل الملف التنفيذي على الحاسوب للقيام بالمهمة المطلوبة. لماذا يوجد الكثير من لغات البرمجة عالية المستوى؟ الآن وبعد أن عرفت الفرق بين لغة الآلة ولغة البشر، لربّما ما زلت تتساءل عن كثرة اللغات البرمجية عالية المستوى المتوافرة وعدم وجود لغة واحدة. نستطيع القول أنك خطوت خطوةً جيدةً للأمام إذ أصبحت الآن أكثر دقة. جواب سؤلك هو أنّ كل لغات البرمجة تُستخدم لتحويل فكرة منطقية إلى سلسلة أوامر يمكن للحاسوب أن ينفذها. فعلى سبيل المثال لا الحصر يمكنك استخدام أي من Ruby أو Java أو Python أو C#‎ أو Go أو JavaScript لبناء موقع ويب. لكن يمكنك أن تعدّ لغات البرمجة على أنها أدوات، وكل أداة تسهّل مهمة دونًا عن أخرى. فعلى سبيل المثال، السيارة والحافلة والدراجة والمحراث الزراعي كلها وسائط نقل، لكنها مختلفة الاستخدام؛ فلا يمكنك أن تذهب وعائلتك لقضاء إجازة صيفية مستخدمين المحراث الزراعي، كما لا يمكنك استخدام سيارة سباق في مدينة مكتظة ذات شوارع ضيقة للذهاب بها إلى العمل. مع أن آلية عمل هذه المركبات متشابهة. والأمر سيانٌ بالنسبة إلى البرمجة. خلاصة القول أنّ هنالك لغات برمجة متخصصة بإنشاء تطبيقات سطح المكتب، وأخرى متخصصة بإنشاء تطبيقات الجوال، وأخرى تستعمل خصيصًا لمواقع الويب، وأخرى لبرمجة العتاد، وهذا ما يحيلنا إلى الحديث عن مجالات البرمجة واللغات الأنسب لكلٍ منها. مفاهيم البرمجة "حسنًا، اقتنعتُ أن البرمجة مناسبة لي وليست صعبة كما كنتُ أتخيل، من أين أبدأ طريقي في تعلم البرمجة إذًا؟" قبل الإجابة عن السؤال السابق، سآخذ وقتي لأشرح لك بعض المفاهيم الخاصة بالبرمجة، ثم سنتحدث عن مجالات العمل فيها وما المسار الأفضل لتعلمك كلًا منها. أنت تعلم أن البرنامج هو سلسلة أوامر ينفذها الحاسوب لحل مشكلة ما، والبرنامج نفسه مكتوب بلغة يفهمها الحاسوب تسمى لغة الآلة. من الأمور الملحوظة التركيز كثيرًا على لغة البرمجة ذاتها أثناء بداية تعلم البرمجة. سأخبرك حقيقةً صادمةً: "لغة البرمجة التي تستعملها ليست بتلك الأهمية التي تتوقعها"، أنا لا أقول لك أن جميع لغات البرمجة متماثلة أو تُستعمل لنفس الاستعمالات، لكن لا تركِّز كثيرًا على تعلم كيفية الكتابة في لغة برمجة ما وتهمل المفاهيم البرمجية التي تقف وراءها. المتغيرات والثوابت عليك أن تتعرف على مفهوم المتغيرات variables المستعمل في جميع لغات البرمجة، والذي يعني إسناد قيمة ما إلى رمز أو كلمة وتخزين هذه القيمة في الذاكرة. فلو أردنا أن نخزن العبارة "Hello World" في متغير ما فنكتب شيئًا شبيهًا بما يلي: var variable_name = "Hello World"; أي أننا نسند الجزء الموجود على يمين إشارة المساواة إلى المتغير المذكور على يسار إشارة المساواة. يمكننا أن نستنتج من اسم "المتغيرات" أن قيمتها قابلة للتغيير خلال تنفيذ البرنامج، فيمكننا في مكانٍ ما من الملف المصدري أن نعيد تعريف المتغير السابق بكتابة: var variable_name = "New value"; أما الثوابت فهي تتشابه مع المتغيرات في كثيرٍ من النواحي، إلا أنك لا تستطيع إعادة تعريف قيمتها بعد تعريفها أول مرة. قد تستفيد من الثوابت عندما تكون متأكدًا تمامًا من عدم تغيير القيمة خلال فترة تنفيذ البرنامج. فلو أردنا تعريف ثابت اسمه pi يحتوي على القيمة 3.14 (والتي سنعرف أنها لن تتغير مطلقًا)، فيمكننا أن نكتب: const pi = 3.14; وإذا حاولتَ تغيير قيمة الثابت بعد تعريفه فستحصل على رسالة خطأ. الشروط تدعم جميع لغات البرمجة تعريف شروط تُنفَّذ في حالات معينة. ففي الخوازرمية السابقة التي شرحنا فيها حساب العمر، يمكننا أن نكتب الشرط بالعربية كما يلي: إذا كان (تاريخ الميلاد أكبر من التاريخ الحالي): نقول للمستخدم أن هنالك خطأ وإلا: سنحسب العمر بطرح تاريخ الميلاد من التاريخ الحالي وإذا أردنا كتابتها بإحدى لغات البرمجة فستبدو شبيهةً بما يلي: if ( user_birth > current_year ) { // ERROR! } else { age = current_year - user_birth; } لا تلقِ للأقواس بالًا، فهي جزء من لغة البرمجة، وقد تختلف من لغة لأخرى، وليست موضع اهتمامنا حاليًا. حلقات التكرار ماذا لو كانت لدينا قاعدة بيانات فيها أكثر من مستخدم ولكل مستخدم تاريخ ميلاد. لا تقل لي سنأخذ التواريخ يدويًا وندخلها إلى البرنامج! هذا مضيعةٌ للوقت، والصواب هو إنشاء حلقة تكرار تأخذ قيمة تاريخ الميلاد الخاص بكل مستخدم ثم تحسب عمره كما أسلفنا في القسم السابق. دعنا نعدل الخوارزمية البسيطة لنضيف تكرارًا فيها: ما أجمل البرمجة! تخيل لو كان عندك ألف مستخدم، وكان عليك حساب أعمارهم، يمكنك بضغطة زر أن تحسبها كلها. الدوال الدالة function هي مجموعة من التعليمات البرمجية التي تقبل مدخلات وتعيد القيمة المطلوبة. تكون الدوال عادةً قصيرةً وتقوم بمهمة وحيدة فقط. فمثلًا لو أردنا تعريف دالة باسم divide تقبل عددين، وتعيد ناتج قسمة العدد الكبير على الصغير، فيمكننا أن نكتب الخورزمية الآتية: مصادر تعلم البرمجة للمبتدئين أول ما سيتبادر إلى ذهنك بعد قرارك تعلم البرمجة هو من أين سأتعلم؟ هنا يأتي دور القسم التعليمي المتكامل في حسوب ليقدم للمبتدئ (والمحترف على حدٍ سواء) محتوى علمي مميز ومبسط. تزخر أكاديمية حسوب بالمحتوى المفيد عن تعلم البرمجة للمبتدئين وحتى الخبراء أي على كافة المستويات، ستجد فيها أقسامًا تشرح لغات البرمجة وتقنياتها كلها. ولدينا قسم للأسئلة البرمجية التي يمكنك أن تطرح فيه سؤالك وسيجيب عليه أحد أفراد مجتمع أكاديمية حسوب. أضف إلى ذلك أن الأكاديمية توفر قسمًا للدورات المتخصصة التي تبدأ معك من الصفر وحتى احتراف لغة البرمجة التي تريد تعلمها مع كادر من المدربين المختصين الذي يقدمون لك المساعدة ويجيبون عن جميع استفساراتك. وهنالك قناة للأكاديمية على يوتيوب ننشر فيها دوريًا دروسًا قصيرةً عن تساؤلات محددة ومفاهيم البرمجة وخلافه. لا تنسَ الاشتراك في قناة الأكاديمية لتصلك الفيديوهات الجديدة. ماذا لو أردتَ التعمق أكثر في لغة معيّنة؟ تأتي هنا موسوعة حسوب التي توفِّر توثيقًا عربيًا كاملًا وعالي الجودة، مدعّمًا بالأمثلة لمختلف لغات البرمجة وتقنيات تطوير الويب والجوال. ستكون الموسوعة مرجعًا تعود إليه في مسيرتك البرمجية، وتستعين بها لمعرفة التفاصيل الدقيقة عن لغات البرمجة. فأنت لست مضطرًا لحفظ كل شيء في لغة البرمجة، إذ حتى المبرمجون المختصون ذوو الخبرة يعودون إلى التوثيقات بين الفينة والأخرى أثناء عملهم. لننطلق الآن للتحدث عن مجالات البرمجة الأساسية وما اللغات والتقنيات المستعملة فيها. تطوير واجهات المستخدم يبدأ أغلبية المطورين مشوارهم من خلال تعلم تطوير واجهات المستخدم عند اتخاذ قرارهم لدخول مجال تطوير وبرمجة مواقع الويب، وذلك لسهولة اللغات المستعملة في هذا المجال. هدف هذا المجال هو تطوير صفحات الويب التي تعرض محتوى مختلف مواقع الويب، وهي الصفحات التي تراها عند زيارتك لموقع أكاديمية حسوب أو موسوعة حسوب أو مستقل أو أي موقع آخر. تتألف صفحة الويب من مجموعة من المكونات، وتُكتَب هذه المكونات باستخدام لغة HTML، وبعد كتابة البنية الهيكلية للصفحة سنأتي على تنسيقها باستخدام لغة CSS، وهي اللغة المستعملة لإضفاء شكل وهيئة على عناصر HTML. أي أن عناصر HTML تصف محتوى الصفحة (مثل الترويسات والقوائم والمحتوى الرئيسي والفقرات والروابط والصور والفيدوهات)، وقواعد CSS تُعرِّف كيف يجب أن تبدو هذه العناصر (سواءً من ناحية الألوان أو المساحات أو الخلفيات أو الخطوط أو خلاف ذلك). تأتي لغة JavaScript مكملةً لهما وتستعمل لإعطاء بعض عناصر الصفحة صفاتٍ تفاعلية، مثل شريط متحرك من الصور أو قوائم تظهر عند وقوع حدث معيّن …إلخ. هنالك تقنيات كثيرة تستعمل في تسهيل إنشاء الواجهات الأمامية وسنذكر بعضها: إطار Bootstrap لتسهيل تنسيق عناصر الصفحة. مكتبة jQuery لتسهيل التعامل مع عناصر الصفحة باستخدام JavaScript. مكتبة React JS: لتسهيل تطوير واجهات المستخدم بالاعتماد على مكونات قابلة لإعادة الاستخدام. لغة Sass لإنشاء ملفات CSS بسرعة وسلاسة. أدوات بناء مثل Webpack الذي يسهِّل تحويل الملفات المصدرية للتطبيق إلى النسخة النهائية التي ستعرَض للمستخدم. لتعلم تطوير واجهات المستخدم، ننصحك بالتسجيل في دورة تطوير واجهات المستخدم المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على أكثر من 72 ساعة فيديو تتوزع على ثمانية مسارات تعليمية تشرح أمثلة عملية تطبيقية شرحًا مفصلًا. أثناء مشاهدتك للدورة، يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب لتتعرف على توثيق لغات البرمجة المذكورة، وذلك للاطلاع على تفاصيل وأمثلة أكثر عن كل جزئية من الجزئيات المشروحة في دورة تطوير واجهات المستخدم. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير واجهات المستخدم: HTML و CSS و JavaScript و Bootstrap و Sass و jQuery و Webpack. تطوير الواجهات الخلفية قد تتساءل: ماذا يعني تطوير الواجهات الخلفية (backend)؟ وما الفرق بينه وبين تطوير واجهات المستخدم (frontend)؟ الفرق بينهما هو أن الواجهات الخلفية هي البرمجيات التي تُنفَّذ على الخوادم وتجري عمليات عليها مثل التعامل مع قواعد البيانات والملفات والخدمات الخارجية، أما واجهات المستخدم فهي الصفحات التي تظهر على شاشة الزائر في متصفحه. سأطرح عليك الخيارات المتاحة أمامك للبدء في مجال تطوير الواجهات الخلفية، وجميع اللغات المذكورة هنا هي لغات ناجحة وقوية ولا يهم أي لغة تختار منها، المهم أن تتطلع على شيفرات بسيطة من كل لغة وتتخذ قرار تعلمها، واحذر من تضييع وقتك في التنقل بين لغات البرمجة والبحث عن أفضلها، فكلُ لغةٍ ممتازةٌ في مجالها. تعلم البرمجة باستخدام لغة PHP بعد تبيان الفرق بين واجهات المستخدم والواجهات الخلفية، يمكن القول بأن أشهر لغة لتطوير الواجهات الخلفية هي لغة PHP، وتتفوق على اللغات المنافسة لها أضعافًا مضاعفة. تعلم البرمجة بلغة PHP أمر سلس، فهي لغة سهلة التعلم وبسيطة الشكل، والمجتمع حولها كبير وتطويرها مستمر. هذه اللغة هي خيار استراتيجي لمن يريد الدخول إلى مجال تطوير الواجهات الخلفية. هنالك عدد من البرمجيات المكتوبة بلغة PHP مثل ووردبريس WordPress ودروبال Drupal وميدياويكي MediaWiki (التي تشغِّل ويكيبيديا وموسوعة حسوب) وغيرها الكثير؛ إضافةً إلى عددٍ كبير من إطارات العمل مثل Laravel و CodeIgniter و Symfony و CakePHP و Yii وغيرها، وهذا ما يدل على إمكانيات اللغة الكبيرة والمجتمع الكبير الذي يحيط بها. لتعلم تطوير الواجهات الخلفية باستخدام PHP، ننصحك بالتسجيل في دورة تطوير تطبيقات الويب باستخدام PHP المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 75 ساعة فيديو تتوزع على اثني عشر مسارًا تعليميًا تبدأ بأساسيات لغة البرمجة PHP للمبتدئين، مرورًا بشرح أمثلة عملية تطبيقية بالتفصيل، ووصولًا لتطوير التطبيقات باستخدام إطار العمل Laravel، وشرح تطوير ووردبريس. أثناء مشاهدتك للدورة، يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على توثيق لغة PHP وإطار العمل Laravel. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الويب باستخدام PHP هي: PHP و Laravel وقواعد البيانات (مثل MySQL و PostgreSQL وغيرها). تعلم البرمجة باستخدام لغة روبي - Ruby إذا كنتَ تبحث عن لغةٍ أنيقة وسهلة الاستعمال فستجد ضالتك في لغة روبي Ruby فهي من أجمل اللغات وأسلسها كتابةً، وهي لغة برمجة عامة يمكن استخدامها لتطوير مختلف أنواع التطبيقات ومن ضمنها تطوير تطبيقات الويب. ذاع صيت روبي في تطوير الويب بعد نشر إطار العمل Ruby on Rails (يشار إليه اختصارًا "ريلز"). هنالك إطارات عمل أخرى مثل سيناترا Sinatra لكن يبقى ريلز أشهرها. لتعلم تطوير الواجهات الخلفية باستخدام روبي، ننصحك بالتسجيل في دورة تطوير تطبيقات الويب باستخدام روبي المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 20 ساعة فيديو تتوزع على أربعة مسارات تعليمية تشرح أمثلة عملية تطبيقية شرحًا مفصلًا، وتشرح تطوير التطبيقات باستخدام إطار العمل ريلز. أثناء مشاهدتك للدورة، يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على توثيق لغة روبي وإطار العمل ريلز. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الويب باستخدام روبي: روبي و ريلز وقواعد البيانات (مثل MySQL و PostgreSQL وغيرها). تعلم البرمجة باستخدام لغة جافا سكربت - JavaScript نعم! تستعمل JavaScript في تطوير الواجهات الخلفية أيضًا. الفضل يعود لبيئة Node.js التي تسمح للمطورين باستخدام JavaScript لكتابة برمجيات تعمل من جهة الخادم وذلك لتوليد صفحات ويب ديناميكية قبل إرسالها إلى المتصفح، وتستطيع Node.js التعامل مع الملفات وقواعد البيانات ومختلف أنظمة الشبكات وخدمات أنظمة التشغيل. هل يوجد أجمل من استخدام نفس اللغة لبرمجة الواجهات الأمامية لمواقع الويب والواجهات الخلفية؟ وكل ذلك باستخدام لغة سهلة التعلم والاستعمال ومدعومة دعمًا ممتازًا من المجتمع. تعلم لغة JavaScript لتطوير الواجهات الخلفية من خلال التسجيل في دورة تطوير التطبيقات باستخدام JavaScript المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 69ساعة فيديو تتوزع على أحد عشرمسارًا تعليميًّا تشرح أمثلة عملية تطبيقية شرحًا مفصلًا، وتشرح تطوير الواجهة الخلفية باستخدام Node.js. أثناء مشاهدتك للدورة، يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على توثيق لغة JavaScript وبيئة العمل Node.js. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الويب باستخدام JavaScript: لغة JavaScript وبيئة Node.js وإطار العمل Express.js وقواعد البيانات (مثل MongoDB و MySQL و PostgreSQL وGraphQL وغيرها). تعلم البرمجة باستخدام لغة بايثون - Python لغة بايثون متعددة الاستعمالات، ويمكن عدّها على أنها أسهل لغة برمجة على الإطلاق، إذ تبدو شيفرتها البرمجية كأنها مقالة مكتوبة باللغة الإنكليزية. إذا أردتَ لغةً سهلةً ومدعومةً دعمًا ممتازًا ولها أطر عمل كثيرة فأنت تبحث عن لغة بايثون. الخيارات المتاحة أمامك هي إطار العمل جانغو (Django) وفلاسك (Flask) وغيرها، يمكنك تعلم لغة البرمجة بايثون لتطوير الواجهات الخلفية من خلال قراءة سلاسل المقالات عن تعلم بايثون في قسم البرمجة في أكاديمية حسوب، ثم الانتقال إلى تعلم إطار العمل جانغو أو فلاسك. يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على توثيق لغة بايثون. تعلم لغة بايثون لتطوير الواجهات الخلفية من خلال التسجيل في دورة تطوير التطبيقات باستخدام Python المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 69 ساعة فيديو تتوزع على عشرةمسارات تعليمية تشرح أساسيات لغة بايثون للمبتدئين، ثم تطبق عمليًا بأمثلة واقعية، وتشرح إطار العمل جانغو Django وفلاسك Flask. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الويب باستخدام بايثون: لغة بايثون وإطارات العمل المبنية عليها (مثل جانغو وفلاسك) وقواعد البيانات (مثل MySQL و PostgreSQL وغيرها). تعلم تطوير تطبيقات الجوال ازداد عدد تطبيقات الجوال لأنظمة أندرويد و iOS ازديادًا كبيرًا في الفترة الماضية، وأصبح لكل شركة أو خدمة تطبيق خاص بها يسهِّل على مستخدميها الوصول إلى الخدمات التي توفرها. النظامان الرئيسيان المسيطران على سوق الجوال حاليًا هما أندرويد ثم iOS. يمكن برمجة تطبيقات أندرويد بلغة Java أو Kotlin (أو غيرهما) وبرمجة تطبيقات iOS باستخدام Swift (وغيرها). ستكتشف أنَّ عليك تطوير تطبيقين منفصلين تمامًا، واحد لهواتف أندرويد وآخر لهواتف iOS، وذلك يسبب زيادةً في حجم العمل المطلوب وصعوبةً في إدارة التغييرات. بسبب ذلك، ظهر مفهوم "التطبيقات متعددة المنصات"، وهي تطبيقات تعمل على نظام أندرويد و iOS دون أي تعديلات، وذلك باستخدام تقنيات مشتركة وهي في الغالب تقنيات الويب. أي أصبح بإمكان مطوري الويب الاستفادة من معلوماتهم في تطوير تطبيقات الجوال باستخدام منصات مثل آيونيك Ionic. تسمح آيونيك Ionic للمبرمجين بالتعامل مع مختلف وظائف الجهاز باستخدام لغة JavaScript، مثل الوصول إلى الموقع الجغرافي، والتقاط صور بالكاميرا، والتعامل مع الملفات وخلاف ذلك. طوِّرت في الفترة الماضية تقنيات أخرى مبنية على JavaScript مثل React Native المبنية على مكتبة React.js والتي تسمح للمطورين بكتابة تطبيقات أصيلة باستخدام تقنيات الويب. تستطيع تعلم تطوير تطبيقات الجوال عبر Ionic وعبر React Native من خلال التسجيل في دورة تطوير التطبيقات باستخدام لغة JavaScript المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 69 ساعة فيديو تشرح أمثلة عملية تطبيقية شرحًا مفصلًا. وكالعادة يمكنك أثناء مشاهدتك للدورة أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على التوثيقات اللازمة. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الجوال: Java و Swift و Kotlin و Ionic و React Native وغيرها. تطوير الألعاب تطوير الألعاب هو المجال الذي يحلم جميع مستخدمي الحاسوب بالدخول إليه. فالأغلبية تعرفوا على الحاسوب من خلال ألعاب الفيديو ومن ثم بدؤوا برحلة الاستكشاف عن البرمجة والتطوير. أغلب من يجيب عن تطوير الألعاب يقول "عليك بتعلم لغة C++‎" لكن دعني أفصِّل لك الأمر قليلًا. برمجة الألعاب تتطلب عملًا كثيرًا من فريق عمل كبير، مدعوم من شركة تجارية. من الصعب على مطوِّر وحيد أن ينشئ لعبة كاملة من الصفر دون فريق. تُطور أغلبية الألعاب باستخدام محرِّك ألعاب Game Engine والذي يسهِّل الأمر على المطورين ويتيح بيئة تطوير مناسبة للألعاب، ويتيح الميزات الأساسية لجميع الألعاب مثل التحكم بالكاميرا ونمذجة الشخصيات ثلاثية الأبعاد وتحريكها والأمور الفيزيائية الأخرى. هنالك عدد كبير من محركات تطوير الألعاب، ومن المرجح أنك شاهدت شعارها في الألعاب التي لعبتها من قبل، ومن أشهرها: Unreal Engine و Unity و Godot. يمكن التعامل مع هذه المحركات باستخدام عدِّة لغات، مثل C++‎ (وهي أشهرها)، وجافا (خصوصًا للألعاب على هواتف أندرويد) وحتى يمكن استخدام JavaScript في التعامل مع بعضها. تذكر أنّ الألعاب غير محدودة بتطبيقات سطح المكتب أو الهواتف، فهنالك ألعاب كثيرة تعمل على المتصفحات باستخدام تقنيات HTML5 و JavaScript. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير الألعاب: C++‎ و Java و JavaScript ومحركات Unity و Unreal Engine و Godot. برمجة الذكاء الاصطناعي يُعد الذكاء الاصطناعي (AI) من المجالات الرائدة والمطلوبة بكثرة في سوق العمل اليوم، لاسيما بعد أن أصبحت تطبيقاته في متناول الجميع وبات يستخدم في العديد من المجالات فتعلمك لهذا المجال الرائد يعزز قدراتك كمبرمج ويساعد على تعزيز تطبيقاتك بقدرات الذكاء الاصطناعي القوية. يتفرع الذكاء الاصطناعي لعدة مجالات من أبرزها تعلم الآلة والتعلم العميق التي تُمكّن الحواسيب من التعلم من البيانات وتحسين أدائها بمرور الوقت دون الحاجة لبرمجة تقليدية. كي تتعلم برمجة الذكاء الاصطناعي تحتاج لامتلاك فهم جيد للبرمجة وتحليل البيانات ويمكنك استخدام لغات برمجة متعددة في هذا المجال أشهرها لغة البرمجة بايثون التي توفر الكثير من المكتبات والأطر المساعدة مثل تنسرفلو TensorFlow وكيراس Keras وبايتورش PyTorch وباندا Pandas. إذا كنت مهتمًا بتعلم هذا الاختصاص القوي فستوفر لك دورة الذكاء الاصطناعي من أكاديمية حسوب التي تحتوي على 58 ساعدة تدريبية ممتدة على ثمانية مسارات تدريبية شاملة كل ما تحتاج إليه للبدء بتطوير تطبيقات ذكاء اصطناعي قوية واكتساب مهارة في تحليل البيانات من الصفر ودون الحاجة لامتلاك معرفة مسبقة. اللغات والتقنيات المستخدمة في برمجة الذكاء الاصطناعي هي Python و MongoDB وPymongo و TensorFlow و Keras و Pandas والنماذج اللغوية الكبيرة LLMs المختلفة. تطوير الأنظمة المدمجة الأنظمة المدمجة هي أنظمة حاسوبية شبيهة بالحاسوب ولكنها لا تملك كل ميزات الحاسوب الذي تراه أمامك الآن. بعبارة أخرى، النظام المدمج هو حاسوب صغير مبرمج لأداء مهام محددة فقط ومدمج ضمن الجهاز أو البيئة المراد استخدامه فيها. أنت الآن محاط بالكثير من الأنظمة المدمجة الآن مثل جهاز مقياس مستوى المياه وجهاز التحكم بالتلفاز وجهاز إنذار الحريق وأجهزة المراقبة …إلخ. حتى إشارات المرور وتنظيم السير وألعاب الأطفال الآلية تصنَّف على أنها أنظمة مدمجة. هل سمعت أيضًا بمصطلح "إنترنت الأشياء"؟ إنترنت الأشياء هو نظام مدمج متصل بالإنترنت. نعم، بهذه البساطة! لابد الآن أن يتبادر إلى ذهنك الساعات والثلاجات والغسالات الذكية وطائرات الدرون وأنظمة المراقبة عن بعد وأنظمة البيوت الذكية، إذ كلها أمثلة على إنترنت الأشياء. كيفية برمجة الأنظمة المدمجة أشهر وأكثر لغة برمجة تستعمَل في برمجة الأنظمة المدمجة وإنترنت الأشياء هي لغة C (أي لغة سي) وكل اللغات المشتقة منها (مثل‎ لغة أردوينو C). تُستعمَل لغة C++‎ كثيرًا في هذا المجال، إذ تعدُّ لغة ذات مستوى أعلى من لغة C لدعمها للبرمجة كائنية التوجه. أضف إلى ذلك أنه بدأ حديثًا استعمال لغة بايثون في برمجة تطبيقات الأنظمة المدمجة مع أنها لم ترتبط تقليديًّا بهذا المجال سابقًا. صحيح أنَّ لغة بايثون ليست بقوة لغة C و C++‎ في هذا المجال إلا أنها تستمد ميزاتها وفعاليتها من المكتبات الهائلة المتوافرة فيها. بعيدًا عن C وبايثون، تستعمل في مجال الأنظمة المدمجة أيضًا لغات أخرى تنضوي ضمن "لغات توصيف العتاد" (Hardware Description Languages)؛ لغتي VHDL و Verilog هما من أشهر لغات توصيف العتاد المستعملة في هذا المجال. تُستعمَل مثل هذه اللغات في برمجة "مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة" (FPGA أي Field Programmable Gate Array). أخيرًا، قد تجد بعض المراجع تشرح برمجة الأنظمة المدمجة بلغة أخرى تدعى "لغة التجميع" (Assembly Language) التي تصنف من اللغات منخفضة المستوى. يتطلب تعلم البرمجة باستخدام هذه اللغة فهمًا واسعًا بمعمارية وحدة التحكم المركزية والمعالج بالمجمل لأنها أقرب لغة يفهمها الحاسوب. الانتقال إلى هذه اللغة قد يكون في مستويات متقدمة من تعلمك لبرمجة الأنظمة المدمجة وتطبيقات إنترنت الأشياء. من ميزات البرمجة بهذه اللغة هي التحكم الواسع بالعتاد والمعالج الذي لا توفره لغات أخرى. يقال أن هذه اللغة صعبة بعض الشيء ومعقدة، ولكن لا أرى ذلك! قد يكون سبب قول ذلك هو أن لغة التجميع هي لغة منخفضة المستوى وأقرب شيء إلى لغة الآلة ولا يستطيع من يلقي نظرة على شيفرة مكتوبة فيها فهمها مطلقًا إن لم يعرفها. تطوير تطبيقات سطح المكتب مجال تطوير تطبيقات سطح المكتب كالمحيط الواسع؛ إن لم تملك بوصلة وتعرف إلى أين تريد الاتجاه، ستضيع فيه حتمًا. هنالك الكثير من أنظمة التشغيل أشهرها - وأكثرها سيطرةً على السوق حاليًا - هي: نظام التشغيل ويندوز، ولينكس، وماك (macOS)، ويملك كل نظام تشغيل تطبيقات مكتبية خاصة به. لذلك، يجب عليك أولًا -قبل الدخول إلى سوق برمجة تطبيقات سطح المكتب- تحديد نظام التشغيل المستهدف. أي يجب الإجابة على السؤال التالي: هل يستهدف تطبيقك نظام تشغيل محدد، أم تريد لتطبيقك أن يعمل على عدة أنظمة تشغيل في آن واحد؟! بعد تحديد نظام التشغيل المستهدف، اطلع على اللغات المفضل استعمالها في ذلك النظام لبرمجة تطبيقاته؛ فعلى سبيل المثال، اللغات C و C++‎ و C#‎ و VB.NET هي الأكثر استعمالًا في برمجة تطبيقات نظام التشغيل ويندوز، واللغات C و C++‎ و Bash هي الأكثر استعمالًا في برمجة تطبيقات توزيعات نظام التشغيل لينكس. أمَّا نظام الشغيل ماك، فينفرد باستعمال لغة Objective-C. حسنًا، دعني أخبرك الحقيقة، كل لغة برمجة عامية الغرض يمكن استعمالها في برمجة التطبيقات، إذ أشهر اللغات التي تُدرَّس أكاديميًّا في هذا المجال هي لغة جافا (Java). لا يخفى على القارئ دخول لغة بايثون بقوة على هذا المجال نظرًا لامتلاكها الكثير من المكتبات الرائعة وسهولة صياغتها. دخلت مؤخرًا لغة جافاسكريبت على سوق برمجة تطبيقات سطح المكتب عبر إطار العمل Electron (إلكترون)، إذ توظف في هذا المجال تقنيات تطوير الويب (HTML و CSS و JavaScript …إلخ.). بدأ هذا الإطار ينتشر كالنار في الهشيم مما دفع شركات كبيرة لتطوير تطبيقات سطح المكتب الخاصة بها باستعمال هذا الإطار ومنها شركة Slack التي استعملت هذا الإطار لتطوير تطبيقها المكتبي. أعلم أنك الآن تشعر بالضياع من كثرة لغات البرمجة والتقنيات المستعملة في هذا المجال؛ معك حق، فقد أخبرتك بذلك منذ قليل. دخول هذا السوق يحتاج منك تحديد هدفك منه بالضبط. هل لديك فكرة تطبيق وتريد إنشاءه والربح منه؟ هل تريد العمل لدى شركة محددة؟ ما هي مواصفات التطبيق الذي تريد إنشاءه أو تريد العمل على تطويره؟ كل ذلك يلعب دورًا في تحديد لغة البرمجة الأنسب لك لتعلمها. في النهاية، إن تعلمت أساسيات البرمجة وأتقنت العمل على لغة برمجية محددة، سيسهل عليك الانتقال إلى لغة برمجة أخرى، إذ أغلب لغات البرمجة تشبه بعضها بعضًا من ناحية المفهوم والمضمون وتختلف بعض الشيء من ناحية الصياغة والشكل. لذلك، اطمئن من هذه الناحية. كيفية اختيار لغة البرمجة التي تناسبك يمكنك اختيار لغة البرمجة اعتمادًا على المجال الذي تحب العمل فيه، سألخص لك مسار التعلم لمختلف مجالات العمل: العمل كمطور ويب full-stack: يعني ذلك تعلم تطوير واجهات المستخدم أو الواجهات الأمامية، وتطوير الواجهات الخلفية. يمكن التخصص بمجال واحد من هذين المجالين فقط، إذ يُطلَب كثيرًا في سوق العمل مبرمجين متخصصين في واجهات المستخدم أو الواجهات الخلفية. العمل كمطور تطبيقات للهواتف المحمولة: يمكنك تعلم برمجة تطبيقات أندرويد أو iOS كلًا على حدة، أو استعمال تقنيات مثل كوردوفا لتطوير لكلا النظامين معًا. العمل كمطور تطبيقات سطح المكتب: يمكنك البدء بالتخصص في تطوير تطبيقات مكتبية لنظام تشغيل محدَّد (مثل نظام التشغيل ويندوز أو لينكس) عبر تعلم لغة البرمجة المستعملة في ذاك المجال (كما أشرنا إلى ذلك في قسم تطوير تطبيقات سطح المكتب)؛ خيار آخر هو تعلم اللغات والتقنيات التي تمكنك من تطوير تطبيقات عابرة للمنصات (تعمل على عدة أنظمة تشغيل) مثل استعمال إطار العمل Electron. العمل كمطور للأنظمة المدمجة والأنظمة الذكية: لغة C هي أساس هذا المجال، سواءً كنتَ تتعامل مع المتحكمات مباشرةً، أو تتعامل مع شريحة مثل أردوينو (والتي تمتلك لغةً مشتقةً من C). يساعدك هذا الفيديو على معرفة المعايير التي من خلالها ستتمكن من اختيار لغة البرمجة التي تتناسب مع تطلعاتك وأهدافك المستقبلية. نصائح لتعلم البرمجة مشوار تعلم البرمجة من الصفر طويل وشائق، ولكنه جميل ومسلٍ بذات الوقت، قد تصاب بالإحباط في بداية طريقك لكثرة الأمور التي عليك الإلمام بها، لذا جهزت إليك النصائح الآتية من تجربتي في البرمجة: حدد هدفك من تعلم لغة البرمجة وسوق العمل الذي تريد دخوله واجعله واقعيًا. بدون هدف، أبشرك بأنك ستتخلى عن فكرة تعلم البرمجة بعد حين. انتبه إلى أن يكون هدفك واقعيًا وقابلًا للقياس والتجزيء على مراحل. بدون ذلك، ستفشل من أول عقبة وتترك تعلم البرمجة. أعرف نفسك جيدًا ونقاط قوتك وضعفك. كلنا لديه نقاط قوة وضعف، ولكن المفلح من عمل على ترميم وتحسين نقاط ضعفه في المجال الذي يرغب بتعلمه. رشح دورة واحدة وكتابًا واحدًا وابدأ بقراءة الكتاب ومتابعة الدورة تدريجيًّا ثم انتقل بعد الانتهاء إلى دورة أخرى وكتاب آخر، إذ سيجنبك ذلك التشتت بين الدورات الكثيرة والكتب العديدة. الشيء الذي أفعله قبل بداية تعلم شيء جديد هو ترشيح قائمة من عدة كتب ودورات ثم ترتيب هذه الكتب والدورات بحسب جودتها ومدى بساطتها وتعقيدها. أرقم الكتب والدورات وأبدأ بالخيار الأول منها. أحدد الوقت التقريبي الذي يأخذه كل خيار لدراسته وأجدول الخيارات البقية على رزنامتي الخاصة. لا تأخذ العلم إلا ممن تثق بعلمه، فالكثير من المبتدئين يحاولون مساعدة غيرهم وقد يضعون معلومات مغلوطة دون قصد. طبق ما تعلمته مباشرة، وأنشئ أي شيء من كل أمر جديد تتعلمه حتى لو كان رسمة بسيطة أو شيفرة من عدة أسطر فقط. فرحة إنجاز شيء مما تعلمته تدفعك لتعلم المزيد والاستمرار في طلب العلم. نظم وقتك بورقة وقلم، حدد بداية كل أسبوع خطةً لسائره والتزم بتنفيذها. أخبر أصدقائك أن لديك التزامات وأمور مهمة عليك إنجازها. خصص وقتًا للاستراحة بالطبع ولا تنسَ نصيبك منها. في نهاية كل أسبوع، وازن مدى الإنجاز الذي حققته ومدى تطبيق الخطة التي وضعها وحاول أن تصل النسبة إلى 100%. أنصحك بقراءة ومتابعة استراتيجيات تنظيم الوقت ورفع الإنتاجية. تمرس على حل المشكلات وتحدى نفسك باستمرار وتابع المسابقات البرمجية واشترك بها إن استطعت، أنصحك بقراءة مقالة حل المشكلات وأهميتها في احتراف البرمجة بعد هذه المقالة. لا تنسَ أن تكافئ نفسك في كل مرة تنهي فيها كتابًا أو تكمل العمل على مشروع. لا تنسَ حظك من الاستراحة، لأن طريق البرمجة قد يكون له بداية ولكن النهاية بعيدة ومتعبة -مثله مثل أي مجال آخر-. في النهاية أرجو لك كل التوفيق في مشوارك البرمجي. وأرجو منك أن تشاركنا تجربتك في تعلم البرمجة، لعل غيرك يستفيد منها. اقرأ أيضًا كيف تتعلم البرمجة المدخل الشامل إلى تعلم علوم الحاسوب المرجع الشامل إلى تعلم لغة بايثون تعرف على أعلى تخصصات البرمجة أجرا تعلم لغة HTML قواعد البرمجة ما هي فوائد تعلم البرمجة؟ أسهل لغات البرمجة أهمية البرمجة

تناولنا، بالأقسام السابقة من هذا الفصل، جميع بُنَى التحكُّم (control structures) المُدعَّمة بلغة الجافا، ولكن قبل الانتقال إلى الفصل التالي، سنُلقِي نظرة مبدئية على موضوعين إِضافيين مُرتبطين نوعًا ما ببُنَى التحكُّم. سنُلقِي في هذا القسم نظرة خاطفة على المصفوفات (arrays)، والتي تُعدّ واحدة من أكثر هياكل البيانات (data structure) شيوعًا. بالإضافة إلى ذلك، تَتطلَّب معالجة المصفوفات (array processing) اِستخدَام بُنَى التحكُّم، وهو ما سيمنحك الفرصة لتطبيق بعضًا مما تَعلَّمته عن بُنَى التحكُّم. سنتحدث في الفصل التالي عن الرسومات الحاسوبية (computer graphics)، والتي ستسمح لك أيضًا باستخدام بُنَى التحكُّم، ولكن بسياق مُختلِف نوعًا ما. إنشاء المصفوفات واستخدامها يتكون الهيكل البياني (data structure) من مجموعة من العناصر (items)، مُجمَّعة معًا بحيث يُمكِن التَعامُل معها كوحدة واحدة (unit). تُعدّ المصفوفة (array) هيكلًا بيانيًا (data structure)، تُرتَّب فيه العناصر كمتتالية مُرقَّمَة (numbered sequence)، بحيث يُمكِن الإشارة إلى كل عنصر مُفرد بها بواسطة رقم المَوْضِع (position number) خاصته. تَشترِط لغة الجافا -بخلاف بعض لغات البرمجة الأخرى- أن تكون جميع عناصر (items) المصفوفة من نفس النوع، كما يبدأ العدّ فيها دائمًا من الصفر. ستحتاج إلى التَعرُّف على عدة مصطلحات جديدة لتتمكَّن من الحديث عن المصفوفات: أولًا، طول/حجم المصفوفة (length/size of array) هو عدد العناصر (items) الموجودة بها، أما نوع المصفوفة الأساسي (base type of array) فهو نوع عناصرها المُفردة، وأخيرًا، فهرس العنصر (index) هو رقم المَوْضِع (position number) الخاص بالعنصر داخل المصفوفة. لنفْترِض أنك تريد كتابة برنامج يُمكِنه معالجة الأسماء الخاصة بألف شخص، يَعنِي ذلك أنك في حاجة إلى طريقة للتَعامُل مع كل هذه البيانات. ربما ظننت -قبل تَعرُّفك على هيكل المصفوفة البياني (array)- أن البرنامج سيحتاج إلى ألف مُتَغيِّر ليَحمِل أسماء كل هذه الأشخاص، وأنك ربما ستحتاج إلى ألف تَعْليمَة طباعة كي تَتَمكَّن من طباعة كل هذه الأسماء. سيكون ذلك ضَرْبًا من العبث بكل تأكيد. تستطيع، في الواقع، وضع جميع الأسماء بمصفوفة (array)، يُمثِلها مُتَغيِّر وحيد يَحمِل قائمة الأسماء كاملة. في هذا المثال، لمّا كان هناك ألف اسم مفرد، فإن طول المصفوفة (length) سيُساوِي 1000. ولمّا كان كل عنصر بالمصفوفة من النوع String، فإن نوع المصفوفة الأساسي (base type) هو الصَنْف String. وأخيرًا، سيكون أول اسم داخل المصفوفة بالفهرس 0 (index)، بينما سيكون ثاني اسم بالفهرس 1، وهكذا حتى نَصِل إلى الاسم الأخير، والذي سيكون بالفهرس 999. يُمكِن لنوع المصفوفة الأساسي (base type of array) أن يكون أي نوع مُدعَّم بلغة الجافا، ولكننا سنكتفي حاليًا بمعالجة المصفوفات التي إِمّا أن يكون نوعها الأساسي هو النوع String أو أن يكون واحدًا من الأنواع الأوَّليّة (primitive types) الثمانية. يُطلَق اسم مصفوفة الأعداد الصحيحة (array of ints) على المصفوفات التي يكون نوعها الأساسي هو int، بينما يُطلَق اسم مصفوفة السَلاسِل النصية (array of Strings) على المصفوفات التي يكون نوعها الأساسي هو String. مع ذلك، لا تُعدّ المصفوفة -إذا أردنا تَحرِي الدقة- قائمة من قيم الأعداد الصحيحة (integers) أو قيم السَلاسِل النصية (strings) أو حتى أيّ قيم اخرى، فمن الأفضل أن تُفكِر بها كقائمة من المُتَغيِّرات من النوع العددي int أو كقائمة من المُتَغيِّرات من النوع String أو من أي نوع آخر، فدائمًا ما يكون هناك خَلطًا (confusion) مُحتمَلًا بين اِستخدَام المُتَغيِّرات (variables) كاسم لمَوْضِع ما بالذاكرة (memory location)، واِستخدَامها كاسم للقيمة المُخزَّنة بهذا المَوْضِع. يُعامَل أي مَوْضِع (position) بالمصفوفة كمُتَغيِّر (variable)، فيُمكِن لهذا المَوْضِع أن يَحمِل قيمة من نوع معين (نوع المصفوفة الأساسي) مثلما يُمكِن لأيّ مُتَغيِّر أن يَحمِل قيمة، كما يُمكِن لتلك القيمة أن تَتغيَّر بأيّ وقت مثلما يُمكِن لقيمة أي مُتَغيِّر أن تَتغيَّر. عادة ما يُطلَق اسم عناصر المصفوفة (elements of array) على مجموعة المُتَغيِّرات المُفردة (individual variables) الموجودة بالمصفوفة وتُكَوِّنها إجمالًا. عندما تُستخدَم مصفوفة ببرنامج ما، فيُمكِنك -كما ذَكَرت مُسْبَّقًا- الإشارة إليها ككل باِستخدَام مُتَغيِّر، لكنك عادةً ما ستحتاج إلى الإشارة إلى عناصر المصفوفة المُفردة (elements of array) من خلال اسم معين، والذي يَعتمِد على كُلًا من اسم المصفوفة ككل وفهرس (index) العنصر، فتكون صياغة (syntax) الاسم كالتالي namelist[7]‎، حيث namelist هو المُتَغيِّر الذي يُمثِل المصفوفة ككل، بينما يُشيِر namelist[7]‎ إلى العنصر الموجود بالفهرس ٧ بتلك المصفوفة. أي يُستخدَم اسم المصفوفة متبوعًا بفهرس العنصر ضِمْن أقواس معقوفة (square brackets) [ ] للإشارة إلى هذا العنصر بتلك المصفوفة. يُعامَل اسم العنصر بهذه الصياغة كأي مُتَغيِّر آخر، فيمكنك أن تُسنِد قيمة إليه، أو أن تَطبَعه، أو أن تَستخدِمه بأيّ تعبير (expression). تَحتوِي أيّ مصفوفة على مُتَغيِّر -نوعًا ما- يُمثِل طولها (length). فعلى سبيل المثال، إذا كان لديك مصفوفة namelist، فإنك تَستطيع اِستخدَام namelist.length للإشارة إلى طولها. ومع ذلك، لا يُمكِنك إسْنَاد (assign) قيمة إلى ذلك المُتَغيِّر؛ لأنه لا يُمكِن تَغْيِير طول المصفوفة. يجب أولًا أن تُصَرِّح (declaration) عن مُتَغيِّر مصفوفة (array variable)؛ حتى تَتَمكَّن من اِستخدَامه للاشارة إلى مصفوفة معينة. تَتوفَّر أنواع المصفوفة (array types) لتَخْصِيص نوع تلك المُتَغيِّرات، وبشكل عام، فإن نوع مصفوفة معينة (array type) يتكون من نوع المصفوفة الأساسي (base type) متبوعًا بزوج من الأقواس المعقوفة (square brackets) الفارغة. فمثلًا، يكون مُتَغيِّر مصفوفة (array variable) من النوع String[]‎ في حالة إشارته إلى مصفوفة سَلاسِل نصية (array of Strings)، بينما يكون من النوع int[]‎ في حالة إشارته إلى مصفوفة أعداد صحيحة (array of ints). اُنظر المثال التالي: String[] namelist; int[] A; double[] prices; يُمكِن للمُتَغيِّرات المُصرَّح عنها بتلك الطريقة الإشارة إلى المصفوفات، لكن لاحِظ أن مُجرَّد التَّصْريح عن المُتَغيِّر (variable declaration) لا يَتسبَّب بالإنشاء الفعليّ للمصفوفة. ينبغي إِسْناد قيمة لمُتَغيِّر المصفوفة (array variable) قبل اِستخدَامه -مثلما هو الحال مع جميع المُتَغيِّرات-، وفي هذه الحالة، تكون القيمة عبارة عن مصفوفة. تَتوفَّر صياغة خاصة (special syntax) للإِنشاء الفعليّ للمصفوفة؛ وذلك لأن المصفوفات -بلغة الجافا- هي بالأساس كائنات (objects)، وهو ما سنؤجل الحديث عنه؛ فهو غَيْر ذي صلة هنا. إجمالًا، يُستخدَم العَامِل new لإنشاء المصفوفات، انظر الأمثلة التالية: namelist = new String[1000]; A = new int[5]; prices = new double[100]; تكون الصياغة كالتالي: <array-variable> = new <base-type>[<array-length>]; يُمكِن اِستخدَام عدد صحيح (integer) أو تعبير من النوع العددي (integer-valued expression) لتَحْدِيد طول المصفوفة . بَعْد تَّنْفيذ تَعْليمَة الإِسْناد A = new int[5];‎، أَصبح المُتَغيِّر A يُشير إلى مصفوفة مُكوَّنة من ٥ عناصر (elements) من النوع العددي (integer)، هي A[0]‎ و A[1]‎ و A[2]‎ و A[3]‎ و A[4]‎، كما أصبح A.length يَحمِل القيمة ٥. اُنظر الصورة التالية: عند إِنشاء مصفوفة أعداد صحيحة (array of int)، تُهيَئ (initialized) جميع عناصر المصفوفة أُتوماتيكيًا بحيث تَحمِل القيمة صفر، مما يَعنِي أن قيم جميع عناصر أيّ مصفوفة أعداد تكون مُساوِية للصفر بمُجرَّد إِنشاؤها. في المقابل، تَحمِل جميع عناصر أيّ مصفوفة قيم منطقية (array of boolean) القيمة المنطقية false بمُجرَّد إِنشاؤها. أمّا عناصر أيّ مصفوفة محارف (array of char) فتحتوي على المحرف المقابل لقيمة ترميز اليونيكود (Unicode code) رقم صفر ‎\u0000 بمُجرَّد إِنشاؤها. وأخيرًا، فإن القيمة المبدئية لعناصر أيّ مصفوفة سَلاسِل نصية (array of String) تكون القيمة الفارغة null (تُستخدَم تلك القيمة مع الكائنات [objects] ولن نتَعرَّض لها حتى القسم ٥.١ لاحقًا). المصفوفات وحلقات التكرار For تُعدّ إِمكانية اِستخدَام مُتَغيِّر من النوع العددي (integer) أو حتى اِستخدَام تعبير من النوع العددي (integer-valued expression) كفهرس للعنصر (index of an element) واحدة من أهم مميزات المصفوفات. فعلى سبيل المثال، إذا كان لديك مصفوفة list، ومُتَغيِّر من النوع العددي الصحيح i، فبإمكانك اِستخدَام list‎ أو حتى list[2*i+1]‎ كأسماء مُتَغيِّرات، بحيث تُؤثِر قيمة i على ما يُشيِر إليه المُتَغيِّر فعليًا. يُساعدك ذلك في حالة أردت إِجراء معالجة معينة على جميع عناصر المصفوفة؛ حيث ستستطيع القيام بذلك ضِمْن حَلْقة التَكْرار for. فمثلًا، لطباعة جميع عناصر المصفوفة list، يُمكننا كتابة الآتي: int i; // فهرس المصفوفة for (i = 0; i < list.length; i++) { System.out.println( list[i] ); } في أول مرة تُنْفَّذ فيها الحَلْقة (loop) -أيّ خلال أول تَكْرار (iteration)-، ستكون قيمة i مُساوِية للصفر، أيّ سيُشيِر list‎ إلى list[0]‎، ولذا تُطبَع القيمة المُخزَّنة بالمُتَغيِّر list[0]‎. في المرة الثانية، ستكون قيمة i مُساوِية للواحد، ولذا تُطبَع القيمة المُخزَّنة بالمُتَغيِّر list[1]‎. لمّا كان طول المصفوفة list يُساوِي ٥، فستنتهي حَلْقة التَكْرار (loop) بعد طباعة قيمة المُتَغيِّر list[4]‎؛ لأن قيمة i ستُصبِح مُساوِية للقيمة ٥، مما يَعنِي أن الشَّرْط الاستمراري (continuation condition) للحلقة i < list.length‎‎ لم يَعُدْ مُتحقِّقًا بَعْد الآن. لاحِظ أن الشيفرة بالأعلى تُعدّ مثالًا نموذجيًا لاِستخدَام حَلْقة تَكْرار بغرض معالجة مصفوفة. لنفْحَص عدة أمثلة اخرى، بفَرْض أن A هي مصفوفة أعداد حقيقية (array of double)، وكنا نُريد حِسَاب قيمة متوسط (average) جميع عناصر تلك المصفوفة. يُمكِننا ببساطة اِستخدَام حَلْقة التَكْرار for لحِسَاب حاصل مجموع الأعداد، ومِنْ ثَمَّ نُقسمها على طول المصفوفة، كالتالي: double total; // حاصل مجموع الأعداد بالمصفوفة double average; // قيمة متوسط الأعداد int i; // فهرس المصفوفة total = 0; for ( i = 0; i < A.length; i++ ) { // ‫أضف قيمة العنصر برقم الموضع i إلى حاصل المجموع total = total + A[i]; } average = total / A.length; // ‫A.length هي عدد العناصر مِثال آخر هو محاولة إِيجاد أكبر عَدَد بالمصفوفة A من المثال السابق. سنُنشِئ مُتَغيِّر max، بحيث نُخزِن فيه قيمة أكبر عَدَد مرَّرنا به حتى الآن، ثم سنبدأ بالمرور على جميع عناصر المصفوفة، وأينما وَجدنا عَدَد أكبر من قيمة المُتَغيِّر max الحالية، فإننا سنُسنِد ذلك العَدَد إلى المُتَغيِّر max. بعد الانتهاء من معالجة المصفوفة بالكامل، سيَحتوِي المُتَغيِّر max حتمًا على أكبر عدد داخل المصفوفة ككل. ولكن يَبقى السؤال التالي، ما هي القيمة الأوَّليّة للمُتَغيِّر max؟ ربما ببساطة نَستخدِم قيمة أول عنصر بالمصفوفة، أي A[0]‎، للتهيئة المبدئية للمُتَغيِّر max، ومِنْ ثَمَّ نبدأ عملية البحث عن قيمة أكبر منها بباقي عناصر المصفوفة، أي بدءً من العنصر A[1]‎: double max; // اكبر عدد حتى الآن max = A[0]; // في البداية، أكبر عدد هو قيمة العنصر‫ A[0] int i; for ( i = 1; i < A.length; i++ ) { if (A[i] > max) { max = A[i]; } } // ‫بالوصول إلى تلك النقطة، يحتوي max على قيمة أكبر عدد قد تَحتاج أحيانًا إلى معالجة بعض عناصر المصفوفة (elements of the array) وليس كلها. تُستخدَم تَعْليمَة if، في هذه الحالة، بداخل حَلْقة التَكْرار for لتَحْدِيد ما إذا كُنت تُريد معالجة العنصر الحالي أم لا. دعنا نُلقِي نظرة أخرى على مسألة حِسَاب قيمة متوسط (average) عناصر مصفوفة معينة، ولكن في هذه المرة، لنفْترِض أننا نُريد حِسَاب قيمة المتوسط فقط للعناصر غَيْر الصفرية (non-zero elements)، أيّ التي لا تحتوي على القيمة صفر. في هذه الحالة، قد يكون عدد تلك العناصر أقل من طول المصفوفة (length)، ولهذا سنحتاج إلى عدّ العناصر غَيْر الصفرية، والتي أُضيفت فعليًا لحاصل المجموع بدلًا من الاعتماد على طول المصفوفة. انظر الشيفرة التالية: double total; // حاصل مجموع الأعداد غير الصفرية بالمصفوفة int count; // عدد الأعداد غير الصفرية double average; // متوسط الأعداد غير الصفرية int i; total = 0; count = 0; for ( i = 0; i < A.length; i++ ) { if ( A[i] != 0 ) { total = total + A[i]; // أضف قيمة العنصر إلى حاصل المجموع count = count + 1; // أزد قيمة العداد } } if (count == 0) { System.out.println("There were no non-zero elements."); } else { average = total / count; // اِقسم حاصل المجموع على عدد العناصر System.out.printf("Average of %d elements is %1.5g%n", count, average); } الجلب العشوائي (Random Access) اِستخدَمت جميع أمثلة معالجة المصفوفات -التي فَحْصناها حتى الآن- الجَلْب المُتتالي (sequential access)، أي عُولَجت عناصر المصفوفة (elements of the array) بنفس ترتيب حُدُوثها بالمصفوفة واحدًا تلو الآخر. مع ذلك، يُعدّ الجَلْب العشوائي (random access) واحدًا من أهم مميزات المصفوفات، حيث تستطيع الولوج لقيمة أيّ عنصر بالمصفوفة بأيّ وقت وبنفس الكفاءة وعلى قَدَم المُساواة. دعنا نُلقِي نظرة على إِحدى المسائل المشهورة والمعروفة باِسم مُعْضِلة يوم الميلاد (birthday problem). بفَرْض وجود مجموعة من الأشخاص داخل حجرة، وليَكُن عَدَدهم هو N، فما هي احتمالية أن يكون لاثنين من هؤلاء الأشخاص نفس يوم الميلاد؟ (بمعنى أنهما قد وُلدَا بنفس اليوم، والشهر، ولكن ليس ضروريًا ولادتهما بنفس العام). يُقَلِّل غالبية الناس من شأن هذه الاحتمالية بشدة. سنَفْحَص، في الواقع، نسخة أخرى شبيهة من نفس السؤال: بفَرْض اختيارك لمجموعة أشخاص بشكل عشوائي، بحيث تَفْحَص يوم ميلادهم، فكم عَدَد الأشخاص الذين ستحتاج إلى فَحْص يوم ميلادهم قبلما تَجِد اثنين لهما نفس يوم الميلاد؟ تَعتمِد الإجابة على مِثل هذا السؤال على عدة عوامل عشوائية بالتأكيد، ولكن مع ذلك، يُمكِننا مُحاكاة هذه التجربة باِستخدَام برنامج، بحيث نُنْفِّذه عدة مرات، وهو ما سيُعْطِينا مُؤِشرًا تقريبيًا لعدد هؤلاء الأشخاص. لمُحاكاة هذه التجربة، سنحتاج إلى معرفة جميع أيام الميلاد التي قد وَجدناها حتى الآن. لمّا كان هناك ٣٦٥ يوم ميلاد مُحتمَل (سنتجاهل الأعوام الكبيسة [leap years])، فإننا سنُنشِئ مصفوفة قيم منطقية (array of boolean) طولها (length) يُساوِي ٣٦٥، بحيث يُناظِر كل عنصر فيها يوم ميلاد مُختلِف، ويُعْلِمنا إذا ما كُنا قد وَجدنا شخصًا بنفس يوم الميلاد المُناظِر للعنصر أم لا. اُنظر الشيفرة التالية: boolean[] used; used = new boolean[365]; بدايةً، ستُرقَّم أيام العام من ٠ إلى ٣٦٤، بحيث يُحدِّد المُتَغيِّر used‎ -من النوع المنطقي- ما إذا سبق وأن وَجدنا شخصًا يوم ميلاده هو رقم اليوم (day number)‏ i أم لا، مما يَعنِي أنه سيَحمِل القيمة المنطقية true في تلك الحالة. مبدئيًا، ستكون جميع قيم عناصر المصفوفة used مُساوِية للقيمة المنطقية false، وهو في الواقع ما يَحدُث أتوماتيكيًا عند إِنشاء المصفوفة. عند اختيارنا لشخص ما، يوم ميلاده هو رقم اليوم i، فإننا سنَفْحَص أولًا قيمة المُتَغيِّر used‎، فإذا كانت مُساوِية للقيمة المنطقية true، سيَعنِي ذلك أننا قد وَجدنا الشخص الثاني بنفس يوم الميلاد، ومِنْ ثَمَّ فإننا قد انتهينا. أمّا إذا كانت قيمته مُساوِية للقيمة المنطقية false، فسنَضبُط قيمة المُتَغيِّر used‎ إلى القيمة المنطقية true، للإشارة إلى كَوْننا قد وجدنا الشخص الأول بيوم الميلاد ذاك. بَعْد ذلك، سنستمر بتَّنْفيذ البرنامج، فنختار الشخص التالي. اُنظر البرنامج بالأسفل (لاحِظ أننا لم نُحاكِي الأشخاص، فقط أيام الميلاد): public class BirthdayProblem { public static void main(String[] args) { // لتخزين أيام الميلاد التي وجدنا أشخاص ولدوا بها boolean[] used; // عدد الأشخاص الذين تم فحص أيام ميلادهم int count; // ‫القيمة المبدئية لجميع العناصر هي false used = new boolean[365]; count = 0; while (true) { // ‫اختر يوم ميلاد بصورة عشوائية من صفر وحتى 364 int birthday; // يوم الميلاد المختار birthday = (int)(Math.random()*365); count++; System.out.printf("Person %d has birthday number %d%n", count, birthday); if ( used[birthday] ) { // وجدنا يوم الميلاد هذا من قبل، انتهينا break; } used[birthday] = true; } // نهاية‫ while System.out.println(); System.out.println("A duplicate birthday was found after " + count + " tries."); } } // ‫نهاية الصنف BirthdayProblem ينبغي عليك أن تَقضِي بعض الوقت لدراسة البرنامج بالأعلى؛ وذلك حتى تَفهَم طريقة عمله، وطريقة اِستخدَامه للمصفوفة. شَغِّله أيضًا! ستكتشف أن احتمالية تَكْرار أيام الميلاد ربما هي أكبر مما كنت تَتوقَّع. المصفوفات الممتلئة جزئيًا (Partially Full) لنفْترِض أن لدينا تطبيقًا، بحيث يتغَيَّر -أثناء تَّنْفيذه- عَدَد العناصر المطلوب تخزينها بمصفوفة ما. لمّا كان من غَيْر المُمكن تَغْيِير طول/حجم (length/size) المصفوفة، كان لابُدّ لنا من اِستخدَام مُتَغيِّر مُنفصل لعدّ المَواضِع المُستخدَمة فعليًا بالمصفوفة. (تَحتوِي بالطبع جميع المَواضِع بأيّ مصفوفة على قيمة ما، ولكن ما يُهِمّنا هو عَدَد المَواضِع التي تَحتوِي على عناصر صالحة ومفيدة). على سبيل المثال، يَقرأ برنامج ما الأعداد الصحيحة الموجبة (positive integers)، المُدْخَلة مِنْ قِبَل المُستخدِم، بحيث يَتوقَف البرنامج عن القراءة عند إِدْخَال عدد أقل من أو يُساوِي الصفر. يحتاج البرنامج لتَخْزِين الأعداد المُدْخَلة بهدف مُعالجتها لاحقًا (later processing)، ولذلك فإنه يَحتفِظ بها داخل مصفوفة من النوع int[]‎، هي المصفوفة numbers. بفَرْض أنه لن يتمّ إِدْخَال أكثر من ١٠٠ عدد، فإن حجم (length/size) تلك المصفوفة سيكون ١٠٠. نحتاج الآن إلى الإجابة على السؤال التالي: عند إضافة قيمة عنصر (member) جديد بالمصفوفة، بأيّ مَوْضِع سنضعه تحديدًا؟ للإجابة على هذا السؤال، سنحتاج إلى معرفة عَدَد الأعداد التي تمّ فعليًا قرائتها وتَخْزِينها بالمصفوفة، أيّ عَدَد المَواضِع المُستخدَمة فعليًا بالمصفوفة، ولهذا سنَستخدِم مُتَغيِّر من النوع العددي (integer)، وليَكُن المُتَغيِّر count. سيَعمَل هذا المُتَغيِّر كعَدَّاد (counter)، أيّ أننا سنزيد قيمة هذا المُتَغيِّر بمقدار الواحد في كل مرة نُخزِّن فيها عدد جديد بالمصفوفة. الآن، لمّا كان العدد الفعليّ للعناصر يُساوي قيمة المُتَغيِّر count، فلابُدّ أن تلك العناصر مُخزَّنة بالأرقام المَوْضِعية (position numbers) ٠، ١، …، وحتى count - 1، ولذلك فإن رقم المَوْضِع (position number) المتاح التالي هو قيمة المُتَغيِّر count. وعليه، فإن هذا هو المَوْضِع الذي سنُخزِّن فيه العنصر الجديد. مثال آخر هو برنامج يَقرأ الأعداد المُدْخَلة من قِبَل المُستخدِم، وبحيث يَتوقَف عن القراءة عند إِدْخَال عدد يُساوِي الصفر. الهدف من البرنامج هو طباعة تلك الأعداد بترتيب مُعاكِس (reverse order) للترتيب الأصلي الذي أُدْخلت به. قد يبدو هذا المثال سخيفًا نوعًا ما، ولكنه على الأقل يَتطلَّب أن تكون الأعداد مُخزَّنة بمصفوفة، بعكس أنواع آخرى كثيرة من المعالَجات، والتي يُمكِن إِجراؤها دون الحاجة إلى الاِحتفاظ بقيم الأعداد المُفردة (individual numbers) بذاتها، مثل إِيجاد حاصل مجموع عناصر المصفوفة أو قيمة متوسط تلك العناصر أو قيمة أكبر عدد بها. import textio.TextIO; public class ReverseInputNumbers { public static void main(String[] args) { int[] numbers; // مصفوفة لتخزين القيم المدخلة int count; // عدد الأعداد المخزنة فعليًا بالمصفوفة int num; // أحد الأعداد المدخلة من قبل المستخدم int i; // متغير حلقة‫ for // مصفوفة أعداد صحيحة بطول 100 numbers = new int[100]; // لم يتم إدخال أي أعداد بعد count = 0; System.out.println("Enter up to 100 positive integers; enter 0 to end."); // اقرأ الأعداد وأضفها إلى المصفوفة while (true) { System.out.print("? "); num = TextIO.getlnInt(); // الصفر هو إشارة لانتهاء عملية الإدخال if (num <= 0) { break; } numbers[count] = num; // ‫خزن العدد برقم الموضع count count++; // أزد العداد بمقدار واحد } System.out.println("\nYour numbers in reverse order are:\n"); for ( i = count - 1; i >= 0; i-- ) { System.out.println( numbers[i] ); } } // ‫نهاية main(); } // ‫نهاية الصنف ReverseInputNumbers مِنْ المُهم أن تُدرِك الدور المزدوج الذي يؤديه المُتَغيِّر count. فبالإضافة إلى كَوْنه يَحمِل عدد العناصر التي أُدْخلت فعليًا إلى المصفوفة، فإنه أيضًا يُمثِل فهرس (index) المَوْضِع التالي المُتاح بالمصفوفة. عندما يَحيِن موعد طباعة الأعداد الموجودة بالمصفوفة، يكون رقم المَوْضِع الأخير المُستخدَم فعليًا بالمصفوفة count - 1، ولذا تَطبَع حَلْقة التَكْرار for قيم عناصر المصفوفة بداية من رقم المَوْضِع count - 1، ونزولًا إلى المَوْضِع صفر. يُعدّ هذا مثالًا جيدًا لمعالجة عناصر مصفوفة ما بترتيب مُعاكِس (reverse order). قد تتساءل، ماذا سيَحدُث بالبرنامج إذا حاول المُستخدِم إِدْخَال أكثر من ١٠٠ عدد؟ ستكون النتيجة حُدوث خطأ (error) يَتسبَّب بانهيار (crash) البرنامج؛ فعندما يُدْخِل المُستخدِم العدد رقم ١٠١، سيُحاول البرنامج تَخْزِين ذلك العدد بعنصر مصفوفة number[100]‎. لكن، في الواقع، هذا العنصر غَيْر موجود؛ حيث يُوجد فقط ١٠٠ عنصر بالمصفوفة، وفهرس آخر عنصر بها هو ٩٩، ولذلك ستؤدي محاولة اِستخدَام number[100]‎ إلى حُدوث اِعتراض (exception) من النوع ArrayIndexOutOfBoundsException. تُعدّ الاعتراضات من هذا النوع مصدرًا شائعًا لحُدوث أخطاء وقت التَّنْفيذ (run-time errors) بالبرامج التي تَستخدِم المصفوفات. المصفوفات ثنائية البعد (Two-dimensional) تُعدّ المصفوفات التي تَعامَلنا معها حتى الآن أحادية البعد (one-dimensional)، مما يَعنِي أن المصفوفة تتكون من متتالية من العناصر، والتي يُمكِن تَخَيُّلها وكأنها مَوْضوعة على خط (line). تَتوفَّر أيضًا المصفوفات ثنائية البعد (two-dimensional)، والتي تُوضَع فيها العناصر داخل شبكة مستطيلة الشكل (rectangular grid). سنمر على هذا الموضوع باختصار هنا، ونعود إليه مُجددًا بالقسم ٧.٥. تُرتَّب عناصر المصفوفة ثنائية البعد (2D/two-dimensional array) بصورة صفوف (rows) وأعمدة (columns). على سبيل المثال، تتكون مصفوفة الأعداد الصحيحة ثنائية البعد (2D array of int) التالية من ٥ صفوف و ٧ أعمدة: تتكون الشبكة ٥*٧ بالأعلى من ٣٥ عنصر. تُرقَّم الصفوف بالمصفوفة ثنائية البعد كالتالي: ٠، ١، ٢، …، وحتى عدد الصفوف ناقص واحد. بالمثل، تُرقَّم العواميد من ٠ وحتى عدد العواميد ناقص واحد. يُمكِن الولوج لأيّ عنصر مُفرد (individual element) بالمصفوفة من خلال رقمي الصف (row number) والعمود (column number) خاصته. (لا تبدو المصفوفة بذاكرة الحاسوب كالصورة المَعروضة بالأعلى، فهي مُجرَّد توضيح للبناء المنطقي [logical structure] للمصفوفة) تُشبه صيغة (syntax) المصفوفات ثنائية البعد (two-dimensional arrays) بلغة الجافا نفس تلك الصيغة المُستخدَمة مع المصفوفات أحادية البعد (one-dimensional arrays)، باستثناء وجود فهرس (index) إِضافي؛ لأن الولوج لأيّ عنصر أَصبح يَتطلَّب كُلًا من رقمي الصف (row number) والعمود (column number). على سبيل المثال، إذا كانت A مصفوفة أعداد صحيحة (array of int) ثنائية البعد، فسيُشيِر A[3][2]‎ إلى العنصر الموجود بالصف رقم ٣ والعمود رقم ٢، والذي يَحمِل العدد ١٧، كما هو موضح بالمصفوفة بالأعلى. كذلك، سيكون نوع مُتَغيِّر المصفوفة، في هذه الحالة، هو كلمة int متبوعة بزوجين من الأقواس المعقوفة (square brackets) الفارغة، أيّ int[][]‎. يمكنك كتابة التالي للتَّصْريح (declare) عن مُتَغيِّر مصفوفة (array variable)، بالإضافة إلى إِنشاء تلك المصفوفة: int[][] A; A = new int[5][7]; يُنشِئ السطر الثاني مصفوفة ثنائية البعد (2D array) مُكوَّنة من ٥ صفوف و ٧ أعمدة. غالبًا ما تُستخدَم حَلْقات التَكْرار for المُتداخِلة (nested) لمعالجة المصفوفات ثنائية البعد. على سبيل المثال، تَطبَع الشيفرة التالية عناصر المصفوفة A: int row, col; // متغيرات التحكم بالحلقة احدهما للصف والآخر للعمود for ( row = 0; row < 5; row++ ) { for ( col = 0; col < 7; col++ ) { System.out.printf( "%7d", A[row][col] ); } System.out.println(); } يُمكِن أن يكون النوع الأساسي (base type) لمصفوفة ثنائية البعد أيّ شئ، أيّ أنك تستطيع إِنشاء مصفوفات ثنائية البعد من النوع العددي double، أو النوع String، وهكذا. توجد عدة اِستخدَامات طبيعية للمصفوفات ثنائية البعد (2D arrays)، والتي تَكُون فيها الشبكة (grid) واضحة مرئيًا. فمثلًا، قد تُخزِن مصفوفة ثنائية البعد محتويات اللوحة (board) بألعاب مثل الشطرنج أو الدَّامَا (checkers). يُوظِّف مثال آخر، بالقسم الفرعي ٤.٧.٣، مصفوفة ثنائية البعد لحفظ ألوان شبكة (grid) مُكوَّنة من مربعات ملونة. يُمكِنك أيضًا تَوظِيف المصفوفات ثنائية البعد بمسائل لا تكون فيها الشبكة واضحة مرئيًا. فمثلًا، لنفْترِض وجود شركة تَملك ٢٥ مَخزنًا. تَحتفِظ الشركة ببيانات الأرباح التي كَسَبَها كل مَخزن شهريًا طوال عام ٢٠١٨. إذا كانت المخازن مُرقَّمة من ٠ إلى ٢٤، وكانت الشهور الاثنى عشر، أي من يناير ٢٠١٨ وحتى ديسمبر ٢٠١٨، مُرقَّمة من ٠ إلى ١١، فمِنْ ثَمَّ، يُمكِن تَخْزِين هذه البيانات بمصفوفة تَحمِل اسم profit، وتُنشَئ كالتالي: double[][] profit; profit = new double[25][12]; يُمثِل المُتَغيِّر profit[3][2]‎ قيمة أرباح المَخزن رقم ٣ بشهر مارس. بصورة أعم، يُمثِل المُتَغيِّر profit[storeNum][monthNum]‎ قيمة أرباح المَخزن رقم storeNum بالشهر رقم monthNum (تذكر أن الترقيم يبدأ من صفر.) لنفْترِض أن مصفوفة الأرباح profit ممتلئة بالبيانات بالفعل. وعليه، يمكن معالجة هذه البيانات بطرائق كثيرة شيقة. على سبيل المثال، يُمكِن حِسَاب الأرباح الكلية للشركة -جميع المَخازن طوال عام ٢٠١٨- بحِسَاب قيمة حاصل مجموع جميع عناصر المصفوفة، كالتالي: double totalProfit; // الأرباح الكلية للشركة بعام 2018 int store, month; // متغيرات حَلقتي التكرار totalProfit = 0; for ( store = 0; store < 25; store++ ) { for ( month = 0; month < 12; month++ ) totalProfit += profit[store][month]; } تحتاج أحيانًا إلى معالجة صف وحيد أو عمود وحيد بالمصفوفة، وليس المصفوفة بكاملها. على سبيل المثال، تستطيع اِستخدَام حَلْقة التَكْرار التالية لحِسَاب قيمة الأرباح الكلية للشركة بشهر ديسمبر، أيّ بالشهر رقم ١١: double decemberProfit; int storeNum; decemberProfit = 0.0; for ( storeNum = 0; storeNum < 25; storeNum++ ) { decemberProfit += profit[storeNum][11]; } قد تجد أن المصفوفات ثنائية البعد (two-dimensional array) مفيدة في بعض الأحيان، ولكنها عمومًا أقل شيوعًا من المصفوفات أحادية البعد (one-dimensional). وفي الواقع، تَسمَح لغة الجافا كذلك بمصفوفات ذات أبعاد أعلى (higher dimension)، ولكن يَنْدُر اِستخدَامها عمليًا. ترجمة -بتصرّف- للقسم Section 8: Introduction to Arrays من فصل Chapter 3: Programming in the Small II: Control من كتاب Introduction to Programming Using Java.