آرایه در برنامه نویسی چیست؟ — Array به زبان ساده

۸۳۹۵ بازدید
آخرین به‌روزرسانی: ۱۳ اردیبهشت ۱۴۰۲
زمان مطالعه: ۱۸ دقیقه
آرایه در برنامه نویسی چیست؟ — Array به زبان ساده

در این مقاله به طور جامع به این سوال پاسخ داده می‌شود که آرایه در برنامه نویسی چیست ؟ به طور خلاصه، آرایه در برنامه نویسی (Array in Programming) به فهرست یا لیستی از مقادیر با نوع داده یکسان گفته می‌شود. معمولاً همه مقادیر در آرایه‌ها نوع داده یکسانی دارند و تفاوت آن‌ها فقط در مقدارشان و آدرس حافظه‌ای است که در آن ذخیره می‌شوند. در این مقاله ابتدا به شرح مفهوم آرایه و مباحث مرتبط به آن پرداخته می‌شود. سپس، برای درک بهتر آرایه در برنامه نویسی ، نحوه اعلان و پیاده‌سازی آن با استفاده از زبان‌های C، جاوا (Java)، پایتون (Python) و C++‎ نشان داده شده است.

فهرست مطالب این نوشته

آرایه در برنامه نویسی چیست ؟

آرایه نوعی ساختمان داده (Data Structure) برای ذخیره‌سازی متغیرهایی (Variable) با نوع یکسان و مقادیر متفاوت به حساب می‌آید. آرایه‌ها و لیست‌ها شباهت‌های بسیاری با یکدیگر دارند با این تفاوت که نیازی نیست نوع داده‌های ذخیره شده در لیست‌ها یکسان باشند.

برای مثال، همه نمرات یک امتحان دانش آموزی می‌توانند در یک آرایه با نام فرضی quiz_scores ذخیره شوند. نمره اولین دانش آموز باید در خانه یا همان «درایه» اول آرایه، نمره دومین دانش آموز در خانه دوم آرایه و به همین ترتیب، سایر نمرات نیز باید در دیگر درایه‌های آرایه ذخیره شوند. آرایه ساختمان داده‌ای به حساب می‌آید که شامل مجموعه‌ای از عناصر است و هر کدام از عناصر دارای یک اندیس (Index) یا کلید هستند.

بسته به زبان برنامه نویسی موردنظر، ممکن است که آرایه‌ها در برنامه نویسی با سایر انواع داده‌ای گوناگون از جمله استرینگ‌ها (رشته | String) یا لیست‌ها همپوشانی داشته باشند یا با آن‌ها شناسایی شوند. آرایه‌ها در اکثر زبان‌های برنامه نویسی معمولاً به عنوان ساختمان داده پیاده‌سازی می‌شوند، اما گاهی اوقات ساختمان داده آرایه در برنامه نویسی انواع دیگری از جمله جداول هش یا درهم‌سازی (Hash Table)، لیست پیوندی (Linked List) یا درخت جستجو (Search Tree) نیز دارد. برای مثال در زبان برنامه نویسی پایتون ساختمان داده آرایه، از نوع لیست است.

اندیس و آرایه در برنامه نویسی چیست ؟

همچنین در تعریفی دیگر می‌توان گفت که آرایه در برنامه نویسی دنباله‌ای از عناصر با یک نوع داده و یک شناسه واحد است. اصطلاح آرایه عموماً برای نوع داده لیست در پایتون نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. مگر اینکه غیر از آن ذکر شده باشد؛ زیرا می‌توان گفت، پایتون زبانی است که آرایه‌ها و لیست‌ها در آن تقریباً تفاوتی با هم ندارند و آرایه‌ها دارای انواع گوناگونی از داده‌ها هستند. در بخش بعدی مقاله به بررسی انواع آرایه در برنامه نویسی پرداخته می‌شود.

انواع آرایه در برنامه نویسی

آرایه در برنامه نویسی می‌تواند چندین محور داشته باشد، به هر محور یک «بُعد» (Dimension) گفته شده است. اصطلاحاً به یک «آرایه یک‌بُعدی» (Single Dimension)، لیست و معمولاً به یک «آرایه دوبُعدی» (Two Dimension)، «جدول» (Table) گفته می‌شود.

برای مثال یک «صفحه گسترده» (Spread Sheet) مانند اکسل، آرایه‌ای دوبُعدی به حساب می‌آید. تصویر زیر نشان دهنده آرایه‌های دوبُعدی است. در زندگی واقعی نیز مثال‌هایی برای استفاده از آرایه‌های چندبُعدی وجود دارند، برای مثال می‌توان محل صندلی در بلیت تئاتر را با سه بُعد «بخش»، «ردیف» و «صندلی» به عنوان آرایه‌ای سه‌بُعدی در نظر گرفت.

آرایه دو بعدی

همچنین اکثر آرایه‌های یک‌بُعدی به صورت عمودی تجسم می‌شوند. برخی از برنامه نویسان با نوع خاصی از آرایه‌ها به نام رشته یا همان استرینگ در برنامه نویسی آشنا هستند. می‌توان گفت که استرینگ نوع یک‌بُعدی آرایه‌ای از کاراکترها به حساب می‌آید. معمولاً انواع زبان‌های برنامه نویسی جزئیات آرایه در برنامه نویسی را با روش‌های گوناگون پیاده‌سازی می‌کنند. در ادامه هر کدام از انواع آرایه در برنامه نویسی مورد بررسی قرار می‌گیرند؛ ابتدا به آرایه یک‌بُعدی پرداخته می‌شود.

آرایه یک بعدی در برنامه نویسی چیست؟

آرایه یک بعدی ساده‌ترین نوع از آرایه‌ها است و برای نمایش عناصری که فقط نیازمند یک محور هستند مورد استفاده قرار می‌گیرد. شبه‌کد این نوع از آرایه‌ها به صورت زیر است.

int a[5]

در ادامه تصویری از آرایه یک بعدی ارائه شده است که اعداد داخل درایه‌های آن، نشان دهنده اندیس‌های آرایه هستند.

آرایه تک بعدی در برنامه نویسی چیست ؟

در ادامه این مقاله به صورت کامل تمام مراحل ایجاد این نوع از آرایه‌ها ارائه شده است. در بخش بعدی آرایه دوبُعدی در برنامه نویسی شرح داده می‌شود.

آرایه دوبعدی در برنامه نویسی چیست؟

آرایه دوبُعدی در برنامه نویسی که در واقع همان ماتریس در ریاضی است، برای نمایش آرایه‌هایی استفاده می‌شود که دارای عناصری به صورت سطری و ستونی هستند. برای اعلان آرایه‌های دوبُعدی در اکثر زبان‌های برنامه نویسی از دو علامت کروشه باز و بسته استفاده می‌شود. در داخل اولین کروشه باز و بسته تعداد سطرهای آرایه دوبُعدی و در کروشه دوم نیز تعداد ستون‌های آن آرایه مشخص می‌شوند:

int a[3][3]

در تصویر زیر یک آرایه دوبُعدی نمایش داده شده است که در داخل هر درایه به جای مقدار آن، اندیس مربوطه نمایش داده شده است.

آرایه دو بعدی در برنامه نویسی چیست ؟

در آرایه‌های دوبُعدی با ضرب تعداد سطرها و ستون‌ها می‌توان تعداد کل درایه‌های آن آرایه را به دست آورد.

آرایه چند بعدی در برنامه نویسی چیست؟

آرایه چندبُعدی برای نمایش کامل جدول‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع از آرایه‌ها معمولاً سه‌بُعدی هستند. زمانی که برنامه‌ای نیاز داشته باشد دو یا چند جدول یا لایه برای نمایش ماتریس ایجاد کند از آرایه‌های چندبُعدی استفاده می‌شود. شبه‌کد استفاده از آرایه سه‌بُعدی یا همان چندبُعدی به صورت زیر است:

int a[3][3][3]

در تصویر زیر، آرایه‌ای چتدبُعدی نمایش داده شده است که اعداد داخل درایه‌های آن نشان دهنده مقادیر آرایه هستند:

ارایه چند بعدی در برنامه نویسی چیست ؟

در عبارت فوق، اولین عدد (۳) داخل کروشه نشان دهنده تعداد کل جدول‌ها یا همان لایه‌ها، عدد بعدی داخل کروشه دوم، نشان دهنده تعداد کل سطرها و مقدار داخل کروشه سوم به معنی تعداد کل ستون‌های جدول‌ها است. بنابراین، با اعلان این آرایه سه‌بُعدی، در واقع ۳ جدول یا ۳ آرایه دوبُعدی با تعداد سطرها و ستون‌های برابر ساخته می‌شود. به عنوان مثالی برای تصویر فوق می‌توان گفت که مثلاً‌ در نشانی یا اندیس (۲,۰,۳)، مقدار ۲۴ قرار دارد. قالب کلی تعریف و ایجاد آرایه‌هایی با ابعاد مختلف در ادامه آمده است:

Datatype array_name [size 1][size 2] . . . . . [size n];

در بخش بعدی، مراحل ایجاد یک آرایه در برنامه نویسی به صورت خلاصه ارائه شده است.

مراحل ایجاد آرایه در برنامه نویسی چگونه است؟

برای ایجاد آرایه در هر زبان برنامه نویسی نیاز است که سه مرحله‌ زیر به ترتیب انجام شوند؛ برای توصیف این بخش‌ها از زبان برنامه نویسی C استفاده شده است. در ادامه ابتدا به شرح ایجاد آرایه در برنامه نویسی (Create Arrays) پرداخته می‌شود.

ایجاد آرایه در برنامه نویسی

برای ایجاد آرایه‌ای از متغیرها در زبان برنامه نویسی C، نیاز است که ابتدا برنامه نویس نوع داده و تعداد عناصر

قابل ذخیره را در آرایه مشخص کند. دستورات زیر ساختار نحوی ساده‌ای را برای ایجاد آرایه در برنامه نویسی با زبان C نشان می‌دهند.

1type arrayName [ arraySize ];

کدهای فوق نشان دهنده یک آرایه یک بعدی هستند. «اندازه آرایه» (arraySize) باید عددی صحیح، ثابت و بزرگتر از یک باشد. همچنین نوع آرایه (Type) نیز یکی از انواع در دسترس و موجود در زبان C است. برای مثال در کدهای زیر یک آرایه با نام number از نوع عدد صحیح (int) ایجاد شده است. این آرایه دارای ۱۰ عنصر است.

1int number[10];

مقداردهی اولیه آرایه در برنامه نویسی

می‌توان هر یک از اعضا (درایه‌های) آرایه را به صورت مجزا مقداردهی اولیه کرد؛ یا اینکه می‌توان مقداردهی تمام اعضای آرایه را به صورت یک‌جا و مانند کدهای زیر انجام داد:

1int number[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

تعداد مقادیر اولیه تخصیص داده شده به عناصر یک آرایه نباید از تعداد عناصر تعیین شده بیشتر شوند. اگر اندازه (تعداد عناصر) آرایه در تعریف اولیه آن مشخص نشود، اندازه آرایه برابر با تعداد مقادیر اولیه تعریف شده برای آن آرایه خواهد بود. برای مثال در کدهای زیر اندازه آرایه ۵ است.

1int number[] = {10, 20, 30, 40, 50};

دسترسی به عناصر آرایه در برنامه نویسی

هر یک از عناصر آرایه با قرار دادن اندیس مربوط به آن در کنار نام آرایه در داخل برنامه قابل دسترسی هستند. برای این موضوع در ادامه مثالی ارائه شده است:

1int var = number[9];

عبارت فوق ۱۰امین عنصر از آرایه را دریافت می‌کند و مقدار آن را به متغیر var اختصاص می‌دهد. در بخش بعدی از مقاله «آرایه در برنامه نویسی چیست» پس از معرفی فیلم‌های آموزش برنامه نویسی فرادرس به بررسی روش تعریف آرایه در برنامه نویسی پرداخته داده شده است.

روش تعریف آرایه در زبان های برنامه نویسی مختلف چگونه است؟

به دلیل اینکه تنها یک شناسه به آرایه اختصاص داده شده است، عملگرهایی وجود دارند که به برنامه نویس امکان ارجاع دادن یا دسترسی به هر یک از اعضای یک آرایه را به طور مجزا می‌دهند.

این عملگرها معمولاً با استفاده از اندیس آرایه به مقادیر آن‌ها دسترسی پیدا می‌کنند. یادگیری تعریف و مقداردهی اولیه اعضای آرایه از مسائل مهم آرایه در برنامه نویسی به حساب می‌آید. روش تعریف آرایه در برخی از زبان‌های برنامه نویسی به صورت زیر است:

زبان برنامه نویسیمثال
++C;int ages[] = {49, 48, 26, 19, 16}
#C;int[] ages = {49, 48, 26, 19, 16}
جاوا;int[] ages = {49, 48, 26, 19, 16}
جاوا اسکریپت;var ages = [49, 48, 26, 19, 16]
پایتونages = [49, 48, 26, 19, 16]
سوئیفت (Swift)var ages:[Int] = [49, 48, 26, 19, 16]

جدول فوق چگونگی تعریف فضای ذخیره‌سازی آرایه‌ها در برخی از زبان‌های برنامه نویسی را نشان می‌دهد. در این جدول از کروشه یا قلاب ([]) برای ایجاد آرایه‌ای در برنامه نویسی استفاده می‌شود که دارای پنج عدد صحیح (Integer) و نام آن ages است. این اعداد صحیح که مقادیر اولیه اختصاص داده شده به آرایه یا اعضای آرایه در برنامه نویسی به حساب می‌آیند، با آکولاد {} نشان داده می‌شوند. در این آرایه‌ها برای جدا کردن اعضای آرایه از یک جداکننده مانند ویرگول استفاده شده است. همچنین می‌توان با روش مشابه دیگری نیز آرایه‌ها را به صورت زیر تعریف کرد:

زبان برنامه نویسیمثالمقادیر اولیه
++C;int ages[5]تعریف نشده
#C;int[] ages = new int[5]۰
جاوا;int[] ages = new int[5]۰
جاوا اسکریپت;var ages = Array(5)تعریف نشده
پایتونages = [None] * 5خالی

در روش ایجاد آرایه جدول فوق، فضای آرایه برای پنج مولفه عدد صحیح با نام شناسایی ages ایجاد شده است اما مقادیر این آرایه‌ها بسته به زبان برنامه نویسی ارائه شده، مقداردهی اولیه نشده‌اند و مقادیر اولیه در جدول فوق تعیین نشده‌اند. مقدار دهی اولیه هر یک از عناصر آرایه به صورت تک به تک، مطابق کدهای زیر برای همه زبان‌های جدول فوق به صورت یکسان انجام می‌شود. تنها زبان پایتون با دیگر زبان‌ها در تعریف مقادیر آرایه تفاوت کوچکی دارد و آن هم این است که از نقطه‌ویرگول (Semicolon) در آن استفاده نمی‌شود.

ages[0] = 49;
ages[1] = 48;
ages[2] = 26;
ages[3] = 19;
ages[4] = 16;
تعریف آرایه در زبان برنامه نویسی C

در بخش بعدی از این مقاله به بررسی اندیس آرایه در برنامه نویسی پرداخته شده است.

اندیس آرایه در برنامه نویسی چیست ؟

برای تعریف آرایه در برنامه نویسی باید به این موضوع نیز توجه شود که در اکثر زبان‌های برنامه نویسی اندیس‌گذاری از عدد صفر شروع می‌شود؛ یعنی اندیس اولین عنصر آرایه در اکثر زبان‌ها، نه عدد یک، بلکه عدد صفر است. به طور کلی در آرایه‌ها به جای اعلان و تعریف چندین متغیر با نام‌های مختلفی مثل number2 ،number1 و سایر موارد، می‌توان یک آرایه از اعداد صحیح با نام number تعریف و برای ارجاع به هر کدام از متغیرهای آرایه از number[1] ،number[0] و سایر موارد استفاده کرد.

در این اینجا اعداد ۰ و ۱ اندیس‌های آرایه هستند و هر کدام در واقع نشانی متغیر ذخیره شده در آن خانه از آرایه به حساب می‌آیند. همه آرایه‌ها از مکان‌های حافظه پیوسته تشکیل شده‌اند. اولین آدرس (Lowest Address) در آن‌ها نشان دهنده عنصر اول و آخرین آدرس (Highest Address) نشان دهنده عنصر آخر در آرایه است. در تصویر زیر مکان اندیس‌ها در آرایه نشان داده شده‌اند.

اندیس در آرایه | آرایه در برنامه نویسی چیست

در بخش بعدی انواع اندیس‌ها در آرایه مورد بررسی قرار گرفته است.

انواع اندیس آرایه در برنامه نویسی

اندیس‌ها نقش بسیار مهمی در تعریف و استفاده از آرایه در برنامه نویسی دارند و در این بخش به صورت خلاصه به بررسی و تعریف انواع آن‌ها پرداخته شده است.

  • اندیس گذاری مبتنی بر صفر: معمولاً در اکثر زبان‌های برنامه نویسی اولین عنصر هر آرایه دارای اندیس صفر است و به آرایه‌هایی که با این نوع از اندیس‌ها ایجاد می‌شوند، آرایه‌هایی با اندیس گذاری مبتنی بر صفر می‌گویند.
  • اندیس گذاری مبتنی بر یک: در برخی از زبان‌های برنامه نویسی مانند متلب (Matlab) آرایه‌ها با اندیس شماره یک شروع می‌شوند. پس این نوع از آرایه‌ها اندیس گذاری مبتنی بر یک دارند.
  • اندیس گذاری مبتنی بر n: در این نوع از اندیس گذاری برای آرایه‌ها، اندیس پایه هر آرایه می‌تواند به صورت آزادانه و دلخواه انتخاب شود. معمولاً زبان‌های برنامه نویسی، اندیس گذاری مبتنی بر n را برای اندیس‌های گوناگونی از جمله اندیس‌های منفی، سایر انواع داده‌های اسکالر (Scalar Data Type) مانند داده‌های عددی (Enumeration) یا حتی کاراکترها ممکن می‌سازند.
اندیس آرایه در برنامه نویسی چیست

در ادامه مثال‌هایی از دو آرایه در زبان‌های برنامه نویسی ++C ،C و جاوا ارائه شده است.

// A character array in C/C++/Java
char arr1[] = {'g', 'e', 'e', 'k', 's'};

// An Integer array in C/C++/Java
int arr2[] = {10, 20, 30, 40, 50};

در آرایه‌ها می‌توان با استفاده از اندیس آن‌ها به راحتی به عناصر آرایه دسترسی پیدا کرد. یعنی در arr[i] به جای حرف i هر عددی قرار بگیرد اندیس است و عنصر مربوط به آن خانه را مشخص می‌کند. برای مثال arr1[0] در اولین آرایه فوق نشان دهنده حرف g است و همچنین arr2[3] در دومین آرایه فوق عدد ۴۰ را نشان می‌دهد. معمولاً آرایه‌ای که همه عناصر آن از نوع کاراکتر هستند، رشته یا استرینگ نامیده می‌‌شود و به آرایه‌ای که از عناصری با نوع اعداد صحیح یا اعشاری (Float) تشکیل شده باشد، همان آرایه می‌گویند. در بخش بعدی این مقاله به بررسی اندازه (Size) آرایه در برنامه نویسی پرداخته می‌شود.

اندازه آرایه در برنامه نویسی چگونه است؟

برای بررسی سایز یا همان اندازه آرایه در برنامه نویسی باید به این موضوع توجه داشت که اندازه آرایه‌ها در زبان‌های برنامه نویسی گوناگون با روش‌های مختلفی تعریف می‌شوند. برای مثال در زبان C اندازه آرایه به صورت ثابت تعریف می‌شود و پس از اختصاص دادن اندازه به آرایه دیگر نمی‌توان آن را تغییر، ویرایش و گسترش داد. از سویی دیگر اگر بعد از اختصاص حافظه به آرایه و تعیین اندازه آن مجدداً قصد تغییر آن وجود داشته باشد، مشخص نیست که آرایه بتواند به راحتی حافظه‌ای دریافت کند.

زمانی که آرایه به صورت ثابت حافظه‌ای را دریافت می‌کند، فقط کامپایلر (Compiler) می‌تواند آن را تغییر دهد. همان‌طور که در بخش‌های پیشین به آن پرداخته شد، معمولاً اندازه آرایه در مقابل نام شناسایی آرایه و در داخل کروشه قرار می‌گیرد. در ادامه این مقاله به مزایای استفاده از آرایه در برنامه نویسی پرداخته شده است.

اندازه آرایه در برنامه نویسی چگونه است؟

مزایای استفاده از آرایه در برنامه نویسی چیست؟

آرایه یکی از ساختمان داده‌هایی است که در بخش‌های گوناگون یک برنامه با روش‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در اکثر برنامه‌های نوشته شده توسط هر زبان برنامه نویسی، آرایه بخش مهمی از برنامه را تشکیل می‌دهد و به همین دلیل، دانستن مزایای استفاده از آرایه در برنامه نویسی به برنامه نویس کمک می‌کند تا به طور مطمئن‌تر از آرایه در برنامه خود استفاده کند. در ادامه این بخش به مزایای آرایه در برنامه نویسی پرداخته شده است:

  • امکان دسترسی تصادفی به عناصر آرایه در برنامه‌های نوشته شده وجود دارد. این مزیت باعث می‌شود که دسترسی به عناصر بر اساس موقعیت آن‌ها با سرعت بیشتری انجام شود.
  • آرایه‌ها در برنامه نویسی دارای محل حافظه پنهان (Cache Locality) خوبی هستند. این موضوع باعث ایجاد کارایی بسیار بالا و خوبی در برنامه می‌شود.
  • آرایه در برنامه نویسی نشان دهنده چندین عنصر از یک نوع داده با نامی واحد برای همه آن‌ها است.
مزایای استفاده از آرایه

در بخش بعدی این مقاله، در مقابل بررسی مزیت‌های آرایه در برنامه نویسی به معایب آن نیز پرداخته شده است.

معایب استفاده از آرایه در برنامه نویسی چیست؟

یکی از بزرگترین معایب آرایه در برنامه نویسی به اندازه تعیین شده برای آن در برنامه ارتباط دارد. زمانی که آرایه‌ای ایجاد و اندازه‌ای به آن اختصاص داده می‌شود به دلیل ثابت بودن این اندازه، دیگر امکان تغییر اندازه آرایه برای برنامه موردنظر وجود ندارد.

معمولاً به همین دلیل درج (Insertion) و حذف (Deletion) دشوار است زیرا عناصر در مکان‌های متوالی حافظه ذخیره می‌شوند و عملیات جابه‌جایی نیز برای آرایه پرهزینه و دشوار است. اگر برای مثال پیاده‌سازی ساختمان داده پشته (Stack) با استفاده از آرایه انجام شود، خطاهای مشهودی در آن ایجاد خواهد شد. برای روشن‌تر شده این مسئله، در ادامه عملیات POP در یک پشته بررسی شده است. مراحل اجرای این الگوریتم در ادامه فهرست شده‌اند:

  • ابتدا بررسی جریان زیرین (Underflow) پشته انجام می‌شود.
  • سپس بخش بالای (Top) پشته یک بار کاهش پیدا می‌کند.

کاری که برای انجام این رویکرد انجام می‌شود به این صورت است که اشاره‌گر (Pointer) به بالاترین عنصر اشاره و مقدار آن به میزان ۱ کاهش پیدا می‌کند. یعنی در واقع فقط فضای نمای پشته محدود می‌شود و عنصر همیشه در آن‌جا می‌ماند و فضای حافظه را اشغال می‌کند. اگر پشته موردنظر دارای نوع داده ساده‌ای باشد این روش قابل قبول است ولی اگر آرایه دارای اشیایی باشد، این رویکرد فضای زیادی را از حافظه اشغال خواهد کرد و اصلاً شیوه درستی نیست. بخش بعدی این مقاله به بررسی کاربردهای آرایه در برنامه نویسی اختصاص دارد.

کاربردهای آرایه در برنامه نویسی چیست ؟

آرایه در زبان‌های برنامه نویسی یکی از پرکاربردترین ساختمان‌های داده به حساب می‌آید و دارای کاربردهای بسیاری در بخش‌های گوناگون یک برنامه است. در ادامه برخی از کاربردهای این زبان برنامه نویسی به طور خلاصه ارائه شده‌اند.

  • آرایه در برنامه نویسی عناصری با نوع داده یکسان را ذخیره می‌کند.
  • آرایه‌ها می‌توانند برای زمان‌بندی پردازنده CPU یا همان CPU Scheduling مورد استفاده قرار بگیرند.
  • از ساختمان داده آرایه برای پیاده‌سازی ساختمان داده‌های دیگر از جمله پشته، صف (Queue)، هیپ (Heap)، جدول درهم‌سازی یا جدول هش و سایر موارد استفاده می‌شود.

انواع مختلف آرایه

در بخش بعدی مقاله «آرایه در برنامه نویسی چیست» به بررسی و تعریف آرایه‌ها در چند زبان برنامه نویسی پرداخته شده است.

تعریف آرایه در چند زبان برنامه نویسی

در این بخش برای درک بهتر روش استفاده از آرایه در برنامه نویسی ، مثال‌هایی برای این ساختمان داده کاربردی در زبان‌های برنامه نویسی مختلف ارائه شده است. ابتدا در بخش بعدی مثالی از زبان C ارائه می‌شود.

تعریف آرایه در زبان برنامه نویسی C چگونه است؟

در این بخش مثالی از زبان برنامه نویسی C ارائه شده است که از سه مفهوم «ایجاد» (Creation) آرایه، «تخصیص» (Assignment) مقدار و «دسترسی» (Accessing) به آرایه در برنامه نویسی استفاده می‌کند.

در ادامه این مثال را باهم مشاهده می‌کنیم.

1#include <stdio.h>
2 
3int main () {
4   int number[10]; /* number is an array of 10 integers */
5   int i = 0;
6 
7   /* Initialize elements of array n to 0 */         
8   while( i < 10 ) {
9	
10      /* Set element at location i to i + 100 */
11      number[ i ] = i + 100;
12      i = i + 1;
13   }
14   
15   /* Output each array element's value */
16   i = 0;
17   while( i < 10 ) {
18	
19      printf("number[%d] = %d\n", i, number[i] );
20      i = i + 1;
21   }
22   
23   return 0;
24}

در کدهای فوق، خط چهارم از برنامه نشان می‌دهد که آرایه‌ای با ۱۰ عنصر ایجاد شده است و همه عددهای آن صحیح هستند. در حلقه While و بعد از خط هفتم، آرایه مقداردهی اولیه می‌شود و خط ۱۱ام از برنامه نشان می‌دهد که مقادیر آرایه از عدد ۱۰۰ شروع شده‌اند. در نهایت، حلقه While دومی که در این برنامه و خط ۱۷ام وجود دارد، مقدار نهایی هر کدام از عناصر آرایه را ایجاد و در خروجی چاپ می‌کند. خروجی برنامه فوق به صورت زیر چاپ می‌شود:

number[0] = 100
number[1] = 101
number[2] = 102
number[3] = 103
number[4] = 104
number[5] = 105
number[6] = 106
number[7] = 107
number[8] = 108
number[9] = 109

در ادامه این بخش به بررسی مثالی از آرایه در زبان برنامه نویسی ++C پرداخته شده است.

مثال آرایه در زبان برنامه نویسی C++‎

در این بخش مثال ساده و کوتاهی از آرایه در زبان برنامه نویسی ++C ارائه شده است.

که در ادامه مشاهده می‌شود:

1#include <iostream>
2using namespace std;
3 
4int main()
5{
6    // Creating an integer array named arr of size 10.
7    int arr[10];
8    // accessing element at 0 index and setting its value
9    // to 5.
10    arr[0] = 5;
11    // access and print value at 0 index we get the output
12    // as 5.
13    cout << arr[0];
14    return 0;
15}

در خط هفتم از کدهای فوق، آرایه‌ای با اندازه ۱۰ ایجاد شده است و سپس در خط دهم از این مثال عدد ۵ به اندیس شماره صفر این آرایه تخصیص داده می‌شود. در نهایت در خط ۱۳ام از برنامه، خروجی آرایه ایجاد و چاپ شده است. تنها عدد ۵ در خروجی این برنامه نشان داده می‌شود. در بخش بعدی به بررسی مثالی از زبان برنامه نویسی جاوا پرداخته شده است.

استفاده از آرایه در برنامه نویسی جاوا چگونه است؟

در این بخش همان مثالی که برای زبان برنامه نویسی C ارائه شده بود به زبان جاوا نوشته شده است. جاوا نیز مانند دیگر زبان‌های برنامه نویسی از آرایه پشتیبانی می‌کند اما تفاوت کوچکی دارد و آن هم استفاده از عملگر «new» در تعریف آرایه جاوا است.

با استفاده از پیاده‌سازی کدهای زیر می‌توان این موضوع را متوجه شد که خروجی این مثال نیز دقیقاً مانند همان مثالی است که در بخش تعریف آرایه در زبان برنامه نویسی C ارائه شد.

1public class DemoJava {
2   public static void main(String []args) {
3      int[] number = new int[10];
4      int i = 0;
5      
6      while( i < 10 ) {
7		
8         number[ i ] = i + 100;
9         i = i + 1;
10      }
11
12      i = 0;
13      while( i < 10 ) {
14         System.out.format( "number[%d] = %d\n", i, number[i] );
15         i = i + 1;
16      }
17   }
18}

خروجی کدهای فوق در ادامه نمایش داده شده است و دقیقاً با خروجی کدهای مثال زبان برنامه نویسی C برابر است.

number[0] = 100
number[1] = 101
number[2] = 102
number[3] = 103
number[4] = 104
number[5] = 105
number[6] = 106
number[7] = 107
number[8] = 108
number[9] = 109

در ادامه این بخش از مقاله «آرایه در برنامه نویسی چیست» به بررسی آرایه در زبان برنامه نویسی پایتون پرداخته شده است.

تعریف آرایه در زبان برنامه نویسی پایتون چگونه است؟

پایتون در واقع مفهومی به نام آرایه مانند زبان‌های برنامه نویسی دیگر ندارد، در عوض این زبان دارای ساختمان داده دیگری به نام نوع داده لیست در پایتون است که عملکردی مشابه با زبان‌های برنامه نویسی دیگر دارد.

مثالی که در بخش تعریف آرایه در زبان برنامه نویسی C و جاوا آمده، در این بخش با استفاده از پایتون نوشته شده است:

1# Following defines an empty list.
2number = []
3i = 0
4
5while i < 10:
6   # Appending elements in the list
7   number.append(i + 100)
8   i = i + 1
9
10i = 0
11while i < 10:
12   # Accessing elements from the list
13   print "number[", i,  "] = ", number[ i ]
14   i = i + 1

خروجی برنامه فوق نیز دقیقاً همان خروجی است که زبان برنامه نویسی C و جاوا پس از پیاده‌سازی کدهای خود ارائه دادند. به این ترتیب، در مقاله «آرایه در برنامه نویسی چیست» سعی شد تا حد امکان به طور جامع به آموزش و چیستی آرایه و همچنین به مباحث پیرامون آن از جمله نوع تعریف و استفاده آن در زبان‌های برنامه نویسی گوناگون پرداخته شود. اکنون در بخش پایانی این مقاله، برای آشنایی بیش‌تر و آموزش برنامه نویسی و آرایه‌ها در آن‌ها، آن دسته از دوره‌های فرادرس که بیش‌ترین ارتباط را با آرایه در برنامه نویسی دارند به علاقه‌مندان معرفی شده‌‌اند.

معرفی فیلم های آموزش زبان های برنامه نویسی

مجموعه آموزش‌های برنامه‌ نویسی

در نهایت، در این بخش انتهایی از این مقاله برای یادگیری بیش‌تر، تعدادی از دوره‌های آموزش برنامه نویسی فرادرس به علاقه‌مندان معرفی می‌شوند. مفهوم آرایه در برنامه نویسی و همچنین نحوه تعریف و استفاده از آن در تمام این دوره‌های آموزشی شرح داده و تمرین‌های عملی در آن‌ها ارائه شده است. ابتدا به معرفی آموزش برنامه نویسی پایتون Python – مقدماتی پرداخته می‌شود.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون Python – مقدماتی

آموزش برنامه نویسی پایتون Python - مقدماتی

در این دوره آموزشی همه مفاهیم و موضوعات مقدماتی و پایه زبان برنامه‌ نویسی پایتون پوشش داده می‌شود. این زبان برنامه نویسی یکی از محبوب‌ترین زبان‌ها در سطح جهان به حساب می‌آید. پایتون کاربردهای گسترده‌ای دارد و با یادگیری آن می‌توان در حوزه‌های گوناگون علوم کامپیوتر فعالیت داشت. همچنین، این فرادرس برای علاقه‌مندان و افراد تازه‌ کاری پیشنهاد می‌شود که قصد شروع یادگیری پایتون را دارند. طول مدت این دوره آموزشی حدود ۲۰ ساعت است و مهندس پژمان اقبالی شمس آبادی آن را تدریس می‌کند. این فرادرس پنج فصل را شامل می‌شود. از جمله سرفصل‌های این دوره می‌توان به ساختمان داده در پایتون، کلاس، توابع و ماژول‌ها و سایر موارد اشاره کرد.

فیلم آموزش برنامه نویسی C++‎ سی پلاس پلاس

فیلم آموزش برنامه نویسی C++‎ سی پلاس پلاس

++C زبانی همه منظوره است که در دنیای برنامه نویسی امروز در سطح وسیعی از زمینه‌های علوم کامپیوتر استفاده می‌شود. همه نرم افزارهایی که در ویندوز وجود دارند، توسط این زبان برنامه نویسی نوشته شده‌اند. زبان ++C در انواع صنایع گوناگون مانند خودروسازی، معماری، بانکی، کنسول بازی و سایر موارد کاربرد دارد. هدف این دوره آموزشیC++ ‎ در دو بخش معرفی دستورات و ساختمان داده و بیان مفاهیم شی گرایی است. این دوره آموزشی را دکتر فرشید شیرافکن تدریس می‌کند و حاوی حدود ۲۰ ساعت محتوای ویدیویی است. این فرادرس ۱۰ فصل را نیز شامل می‌شود. برخی از سرفصل‌های مهم این دوره آموزشی شامل انواع داده‌ها، انواع عملگرها، دستورات cin و cout، آرایه، اشاره‌گر، رشته، حل چند مثال و سایر موارد می‌شوند.

فیلم آموزش برنامه نویسی جاوا Java

فیلم آموزش برنامه نویسی جاوا Java

این فرادرس، یک بسته کامل برای یادگیری زبان برنامه نویسی جاوا است و بسیاری از مباحث مهم این زبان برنامه نویسی در آن پوشش داده می‌شوند. طول مدت این دوره آموزشی جامع نزدیک به ۲۰ ساعت و توسط دکتر مصطفی کلامی هریس تدریس شده است. این دوره ۲۳ فصل را شامل می‌شود که برخی از سرفصل‌های مهم آن، آشنایی با جاوا و مباحث مقدماتی، ساختارهای کنترل برنامه و انواع عملگرها در جاوا، ساختارهای کنترل و تکرار در جاوا، آرایه‌ها و لیست‌های آرایه‌ای جنریک (Generic)، مدیریت حالات استثنائی در جاوا، چند ریختی یا Polymorphism در برنامه نویسی شی گرا، بررسی کنترل‌های GUI و برنامه‌های گرافیکی و سایر موارد را شامل می‌شوند.

فیلم آموزش برنامه نویسی سی شارپ C#‎‎‎‎ – مقدماتی

فیلم آموزش برنامه نویسی سی شارپ C#‎‎‎‎ – مقدماتی

زبان برنامه نویسی سی شارپ (#C)، بسیار قدرتمند و سازگار با پلتفرم‌های گوناگون برنامه نویسی است و می‌تواند در مسیر طراحی نرم‌افزارها استفاده شود. هدف از آموزش سی شارپ این موضوع است که بتوان با استفاده از آن، برنامه‌هایی در سیستم‌ عامل ویندوز نوشت و از اطلاعات خود به عنوان پایه‌ای برای کار در فریمورک‌های مختلف از جمله ASP.NET MVC و Xamarin استفاده کرد. این دوره آموزشی توسط بهروز دیندار تدریس می‌شود و دارای حدود ۱۰ ساعت محتوای آموزشی است. همچنین این دوره ۱۰ فصل را شامل می‌شود. به عنوان برخی از سرفصل‌های مهم این دوره آموزشی می‌توان به متغیرها و عملگرها، کار با داده‌ها، شی گرایی، مروری بر رویدادها، کار با پایگاه داده‌ها در زبان سی‌شارپ و سایر موارد اشاره کرد.

  • برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی سی شارپ C#‎‎‎‎ – مقدماتی + اینجا کلیک کنید.

فیلم آموزش جاوا اسکریپت JavaScript

فیلم آموزش جاوا اسکریپت JavaScript

جاوا اسکریپت زبانی مفسری در سمت کلاینت به حساب می‌آید که می‌توان به وسیله آن عناصر HTML و مقادیر CSS موجود در صفحه وب سایت را تغییر داد. همچنین این زبان برنامه نویسی برای اعتبارسنجی داده‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرادرس توسط محمد عبداللهی آموزش داده شده و شامل حدود ۹ ساعت محتوای آموزشی است. این دوره آموزشی ۲۳ فصل دارد که برخی از آن‌‌ها معرفی انواع داده (Data Type) و عملگرها در جاوا اسکریپت، مدیریت خطا و استثنا (بلوک try-catch)، اشیا جاوا اسکریپت - شی آرایه (Array)، تمرین مباحث مقدماتی: آرایه‌ها و حلقه‌ها و سایر موارد هستند.

فیلم آموزش برنامه نویسی متلب MATLAB

فیلم آموزش برنامه نویسی متلب MATLAB

امروزه زبان برنامه نویسی و نرم افزار متلب (MATLAB)، یکی از ابزارهای حیاتی برای پژوهش‌های علمی در رشته‌های مختلف علمی و فنی به حساب می آید. هدف این فرادرس آشنایی آموزندگان با مفاهیم گوناگون مرتبط با برنامه نویسی متلب است که از طریق آموزش همزمان نکات تئوری و عملی انجام شده است. این فرادرس شامل حدود ۹ ساعت محتوای ویدیویی است و توسط دکتر سید مصطفی کلامی هریس تدریس می‌شود. این دوره آموزشی شامل شش فصل است که برخی از سرفصل‌های آن، آشنایی با نرم افزار و زبان برنامه نویسی متلب، ساختارهای کنترل برنامه در متلب، گرافیک و ترسیم نمودار در متلب، مدیریت فایل‌ها و اطلاعات در متلب و سایر موارد هستند.

جمع‌بندی

در دنیای فناوری امروزی، مهارت برنامه نویسی در اکثر کسب و کارهای تجاری به میزان زیادی کاربرد پیدا کرده است و کم‌تر زمینه نوین تجاری پیدا می‌شود که نیاز به حداقل یک برنامه نویس حرفه‌ای در آن احساس نشود. بنابراین، یادگیری برنامه نویسی می‌تواند تحولی اساسی را در زندگی حرفه‌ای افراد ایجاد کند. مهم‌ترین مسئله در خصوص آموزش برنامه نویسی، یادگیری مباحث پایه و مقدماتی این حوزه است. یکی از این مفاهیم پایه، مفهوم آرایه در برنامه نویسی است که در این مقاله به آن پرداخته شد. در این مقاله سوال آرایه در برنامه نویسی چیست، مورد بررسی قرار گرفت و به آن پاسخ داده شد.

همچنین، سعی شد به روش‌های تعریف، مقداردهی و دسترسی آن در چند زبان برنامه نویسی به طور کامل پرداخته شود و از جهات گوناگون مورد بررسی قرار بگیرد. در بخش‌های میانی مقاله به مزایا و معایب استفاده از آرایه در برنامه نویسی پرداخته شد و در بخش‌های پایانی نیز مثال‌هایی از کدهای زبان‌های برنامه نویسی C، جاوا، ++C و پایتون برای مفهوم آرایه در برنامه نویسی ارائه شده است. در انتهای این مقاله نیز با هدف یادگیری بهتر و بیش‌تر علاقه‌مندان به برنامه نویسی، تعدادی از دوره‌های آموزشی برای زبان‌های برنامه نویسی رایج و محبوب معرفی شده‌اند.

بر اساس رای ۱۵ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
cs.utahRebus COMMUNITYGeeksforGeeksLOVELY PROFESSIONAL UNIVERSITYCSVEDAsimplilearn
نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *