شرح هياكل البيانات في جافا سكريبت: الأهمية ، الأنواع والمزايا

تتطلب البرمجة إدارة أكوام من البيانات لتجميع وتنفيذ أفضل التقنيات للتشفير الفعال. يعد استخدام ذاكرة كافية ووقت تشغيل فعال أمرًا ضروريًا لتقديم نتائج منظمة. سمحت بنية البيانات للمبرمجين باتباع نمط ترميز منظم لتحقيق أقصى استفادة من الخطوات المحدودة. علاوة على ذلك ، يمكن أن يساعد فهم جميع أشكال هياكل البيانات في تحسين تنفيذ أي لغة برمجة مع الوصول إلى نماذج البيانات المنظمة الموجودة في هياكل البيانات المختلفة.

كونها واحدة من لغات البرمجة الرئيسية ، يتم استخدام Javascript لإنشاء العديد من التطبيقات والرسومات في الوقت الفعلي. ساعد اتباع هياكل البيانات المتنوعة المبرمجين على تحفيز العملية وحل المشكلات الأمامية بسرعة. إنها طريقة رائعة لإعادة استخدام الرموز الضمنية بشكل متكرر وتضخيم العملية للوصول إلى نتائج مقاومة للأخطاء بشكل أسرع.

المبرمجون الذين يتمتعون بفهم شامل لهياكل البيانات ينجزون بسهولة معالجة البيانات والحسابات التي تؤدي إلى إدارة فعالة. تعد إتقان بنية البيانات أيضًا عاملاً مهمًا يؤثر على جوانب التوظيف. من المرجح أن يقوم المجند بغربال المبتدئين من الخبراء من خلال هياكل البيانات والخوارزميات.

ما هي هياكل البيانات؟

تشير بنية البيانات إلى التجميع المنظم لكميات كبيرة من المعلومات التي يمكن استخدامها بكفاءة لتبسيط عملية الترميز وتسريعها. يتم إنشاء هياكل البيانات لتجميع أشكال متشابهة من عناصر البيانات في مكان واحد للتنقل والاسترداد والتنفيذ أثناء البرمجة. تساعد الهياكل على التعامل مع مجموعات كبيرة من البيانات للبحث عن أكثرها صلة أثناء العمليات.

تعد هياكل البيانات ضرورية في جميع أشكال البرمجة ، بدءًا من معالجة أنظمة التشغيل وحتى إنشاء مشاريع الذكاء الاصطناعي المعقدة. تحتوي هياكل البيانات على معلومات حول كل من المسار وقيم وجهته.

أهمية هياكل البيانات

نظرًا لأن مخزون البيانات يصبح معقدًا مع إضافة البيانات كل يوم ، فإن البحث عن البيانات ذات الصلة يصبح صعبًا بنفس القدر. تساعد بنية البيانات في تجميع البيانات ذات الصلة في أشكال يسهل الوصول إليها لزيادة كفاءة العمل. تمامًا مثل دليل الهاتف الذي يساعد في تنظيم تفاصيل الاتصال أبجديًا لتسهيل البحث ، تتبع هياكل البيانات أنماطًا متشابهة ولكن بتنسيقات متعددة لتفكيك أكوام المعلومات.

يساعد تنفيذ بنية البيانات على تبسيط الخوارزميات لتعمل بكفاءة في وقت محدود دون الحاجة إلى البحث عن المعلومات ذات الصلة من البيانات غير المنظمة. يمكن أن يؤدي تعلم هذا الجزء الأساسي من الخوارزمية إلى توفير الوقت والذاكرة والجهد في العمل في أي مشروع معقد.

أنواع هياكل البيانات في جافا سكريبت

يتم تقسيم هياكل البيانات بعد عمليات مختلفة وتطبيقها الأكثر ملاءمة لتحقيق نتائج فعالة. تنقسم هياكل البيانات هذه إلى شكلين ، خطي وغير خطي.

تتبع هياكل البيانات الخطية تسلسلاً لهيكل عناصر البيانات المتجانسة ، مع ربط كل عنصر بالعنصر السابق وبجواره. لا تتبع هياكل البيانات غير الخطية أي تسلسل وتتصل المكونات المحتوية ببعضها البعض عبر مسارات متعددة.

تعلم دورات تطوير البرمجيات عبر الإنترنت من أفضل الجامعات في العالم. اربح برامج PG التنفيذية أو برامج الشهادات المتقدمة أو برامج الماجستير لتتبع حياتك المهنية بشكل سريع.

فيما يلي بعض الأمثلة على الأنواع الخطية وغير الخطية لهياكل البيانات.

هياكل البيانات الخطية

1. قوائم الانتظار

تتبع قائمة الانتظار ترتيبًا تسلسليًا حيث لا يمكن معالجة العناصر إلا في النموذج الذي تم إدخاله. تتبع بنية البيانات تنسيق FIFO (First In ، First Out) ، الذي يخزن طلبات المعالجة فور ورودها بشكل تسلسلي ومعالجة الطلب الذي يقود قائمة الانتظار. يشبه تنسيق معالجة الهيكل بشكل مناسب قائمة الانتظار ، ومن ثم يطلق عليه هيكل بيانات قائمة الانتظار.

2. المصفوفات

المصفوفة هي النوع الأساسي من بنية البيانات ، حيث تخزن مجموعة من البيانات المتجانسة في مواقع ذاكرة متجاورة. على سبيل المثال ، لا يُسمح لنوع المصفوفة "int" إلا أن يحتوي على أعداد صحيحة ، ولا يتم تضمين أي نوع آخر من العناصر في الموقع الذي يحتوي عليه. يتيح المصفوفة الوصول إلى العديد من أنواع البيانات المتشابهة في مكان واحد.

3. المكدس

المكدس هو بنية بيانات خطية أخرى تتبع الترتيب التسلسلي لمعالجة البيانات. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون أمر المعالجة LIFO (Last In First Out) أو FILO (First In Last Out) ، مما يعني أن العنصر المُضاف مؤخرًا يرأس القائمة ويتم معالجته. وهو أيضًا العنصر الأول الذي يتم حذفه إذا تمت إزالة عنصر من المكدس.

4. قائمة مرتبطة

القائمة المرتبطة هي شكل فعال من حيث الذاكرة لهيكل البيانات الذي يخزن البيانات في مجموعة من العقد. تحتوي هذه العقد على بيانات وعناوين منفصلة للعقدة التالية ، مما يساعد في الوصول إلى العناصر على الفور. القوائم المرتبطة تنمو وتتقلص وفقًا لاستهلاك المعلومات حسب متطلبات المستخدم.

استكشف دوراتنا التدريبية الشهيرة في هندسة البرمجيات

هياكل البيانات غير الخطية

1. الرسوم البيانية

تتكون بنية البيانات غير الخطية هذه من عقد (تحتوي على معلومات) تسمى الرؤوس وخطوط الاتصال الخاصة بها والمعروفة باسم الحواف. هذه مترابطة مع بعضها البعض وتعرض حلول لمشاكل العالم الحقيقي. يتم استخدامها بشكل أساسي لتحسين المسار وتحليلات الويب لعرض البنية العلائقية.

2. الأشجار

مثل القوائم المرتبطة ، تعتبر الأشجار هياكل بيانات غير خطية قائمة على العلاقات مع عقد جذر لإنشاء بنية هرمية لشجرة تمثل مستويات متعددة. تُعرف العقد العليا باسم العقد الجذرية التي تحتوي على عقد الأطفال التي تشير إلى المعلومات ذات الصلة المتصلة بالعقدة أعلاه. يعمل تنسيق الأشجار هذا على تبسيط إدخال البيانات وعملية البحث.

3. Hashtable

يُعرف أيضًا باسم Hash Map ، وهو عبارة عن هيكل بيانات يستخدم لإيواء كمية كبيرة من المعلومات لهيكلها باستخدام طريقة الاقتران بين القيمة الرئيسية. تحتوي بنية البيانات المعقدة هذه على مفتاح أو وظيفة تجزئة مرتبطة بمجموعة من المعلومات تسمى القيمة. يشير المفتاح الذي تم البحث عنه مباشرة إلى مجموعة المستودعات التي تحتوي على معلومات ويظهر القيمة ذات الصلة منها ، وأمثلة في دفتر العناوين للبحث عن الأسماء.

مزايا استخدام هياكل البيانات في جافا سكريبت

يمكن للمعلومات المجمعة تبسيط أي مشكلة تواجه البيانات غير المهيكلة ، وتوفر أنواع مختلفة من هياكل البيانات هذه السهولة بطرق متعددة. دعنا نتعرف على بعض مزايا استخدام هياكل البيانات.

• تعمل بنية البيانات على تبسيط التنقل واسترداد البيانات من الهياكل المنظمة.
• تتيح هياكل البيانات تخزينًا محسّنًا دون شغل مساحة كبيرة جدًا للبيانات غير ذات الصلة.
• تسمح هياكل البيانات بإعادة الاستخدام على المدى الطويل ، مما يسهل العمل والوقت المستغرق لإنجازه.
• يمكن للمبرمجين إنشاء هياكل البيانات الخاصة بهم.
• يسمح التنوع في هياكل البيانات باختيار الأكثر ملاءمة لتنفيذ أفضل في البرامج ذات الصلة.
• يؤدي استخدام هياكل البيانات إلى تقليل التناقضات ونتائج خالية من الأخطاء.
• يمكن فرز هياكل البيانات بترتيب الأولوية من أجل راحة المبرمجين.

تعد هيكلة البيانات جزءًا مهمًا من تطوير البرامج. لزيادة تحسين مهارات بنية البيانات ، يمكن للمتعلمين التسجيل في برنامج upGrad Executive PG في تطوير البرمجيات - التخصص في تطوير Full Stack لتعزيز مهارات تطوير البرمجيات لديهم.

تعد الدورة التي تقدمها IIT-Bangalore ، وسيلة ممتازة لتزويد المتعلمين بمناهج جاهزة للصناعة ، تغطي على نطاق واسع الموضوعات الشائعة. تم إنشاء البرنامج تحت إشراف متخصصين في الصناعة وأعضاء هيئة تدريس خبراء لإعداد المتعلمين لسوق العمل ، وتضمين جميع المهارات والمعرفة الصحيحة. مع 40000+ قاعدة متعلم من أكثر من 85 دولة ، تقدم upGrad خدمات تعليمية استثنائية جنبًا إلى جنب مع تجربة شاملة للنمو والازدهار في الصناعة التنافسية اليوم.

استنتاج

يمكن للفهم التفصيلي لهياكل البيانات تبسيط أكوام من اهتمامات البرمجة في غضون فترة زمنية محدودة ؛ ربما لماذا يبحث القائمون بالتوظيف عن مرشحين مناسبين يتمتعون بمعرفة شاملة بهيكل البيانات مقارنة بمن لديهم خبرة محدودة. ساعدت هياكل البيانات المبرمجين على تطوير عمليات تشفير مطولة في غضون فترة زمنية محدودة ، مما يثبت سهولة وكفاءة استخدام هياكل البيانات في مشاريعهم.