مقدمة<br />في عالم البرمجة وعلوم الحاسوب، تُعد الخوارزميات من أهم الركائز الأساسية التي يعتمد عليها كل برنامج أو تطبيق. فهي تمثل سلسلة من الخطوات المحددة التي تُستخدم لحل مشكلة معينة أو تنفيذ مهمة ما. ومن أكثر أنواع الخوارزميات استخدامًا تلك المتعلقة بـ الترتيب (Sorting) والبحث (Searching)، إذ تلعب دورًا حيويًا في تنظيم البيانات والوصول إليها بسرعة وفعالية.<br /><br /> ما هي الخوارزمية؟<br />الخوارزمية (Algorithm) هي طريقة رياضية أو منطقية لحل مشكلة ما، وتتكون من خطوات متسلسلة ومنطقية قابلة للتنفيذ.<br />على سبيل المثال: إذا أردت ترتيب قائمة أسماء أو إيجاد رقم معين داخل مصفوفة، فإنك بحاجة إلى خوارزمية تقوم بهذه المهمة بأقل وقت وجهد ممكن.<br /><br /> خوارزميات الترتيب (Sorting Algorithms)<br />خوارزميات الترتيب تُستخدم لتنظيم البيانات وفق تسلسل معين، سواء تصاعديًا أو تنازليًا. ومن أشهرها:<br /><br />1. Bubble Sort – الترتيب الفقاعي<br />تقارن كل عنصر بالعنصر الذي يليه وتقوم بالتبديل إذا لزم الأمر. رغم بساطتها، إلا أنها بطيئة في القوائم الكبيرة.<br /><br />الزمن الأسوأ: O(n²)<br /><br />2. Selection Sort – الترتيب بالاختيار<br />تبحث عن أصغر (أو أكبر) عنصر وتضعه في مكانه الصحيح في كل دورة.<br /><br />الزمن الأسوأ: O(n²)<br /><br />3. Merge Sort – الترتيب بالدمج<br />تقسّم القائمة إلى نصفين، ترتب كل نصف على حدة، ثم تدمجهما.<br /><br />الزمن الأسوأ: O(n log n)<br /><br />4. Quick Sort – الترتيب السريع<br />تستخدم تقنية التقسيم (Divide and Conquer) باختيار عنصر محوري وتوزيع العناصر حوله.<br /><br />الزمن المتوسط: O(n log n)<br /><br />الزمن الأسوأ: O(n²) (في بعض الحالات)<br /><br /> خوارزميات البحث (Searching Algorithms)<br />تُستخدم خوارزميات البحث للعثور على عنصر معين ضمن مجموعة بيانات.<br /><br />1. Linear Search – البحث الخطي<br />يفحص كل عنصر في القائمة حتى يجد المطلوب أو ينتهي من البحث.<br /><br />الزمن المتوسط والأسوأ: O(n)<br /><br />2. Binary Search – البحث الثنائي<br />يُستخدم فقط على القوائم المرتبة. يقسّم القائمة إلى نصفين في كل مرة ويقارن العنصر المطلوب بالمنتصف.<br /><br />الزمن الأفضل: O(1)<br /><br />الزمن الأسوأ: O(log n)<br /><br /> مقارنة بين الترتيب والبحث<br />خوارزميات الترتيب تُستخدم غالبًا لتحسين أداء خوارزميات البحث.<br /><br />على سبيل المثال: لا يمكن تنفيذ البحث الثنائي إلا بعد ترتيب البيانات.<br /><br />بعض التطبيقات تتطلب ترتيبًا دائمًا للبيانات للوصول السريع إليها، مثل قواعد البيانات ومحركات البحث.<br /><br /> لماذا فهم الخوارزميات مهم؟<br />تحسين الأداء: اختيار الخوارزمية المناسبة يؤدي إلى تحسين سرعة البرامج وتقليل استهلاك الموارد.<br /><br />حل المشكلات: كثير من المشاكل المعقدة يمكن تفكيكها إلى خطوات خوارزمية بسيطة.<br /><br />المقابلات التقنية: تعتبر الأسئلة المتعلقة بالخوارزميات من المواضيع الأساسية في مقابلات العمل الخاصة بالمبرمجين.<br /><br /> الخاتمة<br />فهم الخوارزميات لا يقتصر فقط على الحفظ، بل على التحليل، والمقارنة، والتطبيق الذكي حسب نوع المشكلة. سواء كنت تتعامل مع قواعد بيانات، ذكاء اصطناعي، أو حتى مجرد تطبيق ويب، فإن إتقان الخوارزميات من الترتيب إلى البحث سيكون دائمًا أحد مفاتيح النجاح في البرمجة.<br /><br /><br /><br />اعلام قسم الامن السيبراني<br />جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق