التعامل مع المصفوفة ذات البعدين في الخوارزميات

المطلوب

هذا التمرين مقسّم إلى خمسة أفكار رئيسية, عليك اتباع التقسيم التالي خطوة خطوة حتى تنجز البرنامج.

أكتب برنامج يعرّف مصفوفة إسمها matrix تتألف من 3 أسطر و 3 أعمدة.
ثم يطلب من المستخدم إدخال قيم لها.
ثم يعرض للمستخدم جميع القيم التي أصبحت تحتويها المصفوفة.
بعدها يقوم بجمع قيم العناصر الموجودة في كل سطر, و يخزن ناتج الجمع في مصفوفة ذات بعد واحد إسمها vector.
في الأخير يعرض للمستخدم القيم التي أصبحت تحتويها المصفوفة vector.

ملاحظة: قم بتعريف العدادين i و j مرة واحدة في بداية البرنامج.

النتيجة المطلوبة

لنفترض أن المستخدم أدخل القيم ( 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ,8, 9 ) عند التشغيل.

تحليل النتيجة

الخوارزمية

كود الجافا

import java.util.Scanner;
 
public class Matrix {
 
    public static void main (String[] args) {
 
        Scanner input = new Scanner(System.in);
 
        int[][] matrix = new int[3][3];
        int[] vector = new int[3];
        int i;
        int j;
        int S;
 
        for (i=0; i<3; i++)
        {
            for (j=0; j<3; j++)
            {
                System.out.print("Enter matrix["+i+"]["+j+"]: ");
                matrix[i][j] = input.nextInt();
            }
            System.out.print("\n");
        }
 
        System.out.print("matrix contain these values:\n");
        for (i=0; i<3; i++)
        {
            for (j=0; j<3; j++)
            {
                System.out.print(matrix[i][j] + "\t");
            }
            System.out.print("\n");
        }
 
        for (i=0; i<3; i++)
        {
            S=0;
            for (j=0; j<3; j++)
            {
                S = S + matrix[i][j];
            }
            vector[i] = S;
        }
 
        System.out.print("\nvector contain these values:\n");
        for (i=0; i<3; i++)
        {
            System.out.print(vector[i] +"\t");
        }
 
        System.out.print("\n");
    }
 
}

شرح الكود

		int[][] matrix = new int[3][3];
		int[] vector = new int[3];
		int i;
		int j;
		int S;

هنا قمنا بتجهيز المصفوفة matrix و حددنا أنها تتألف من 3 أسطر و 3 أعمدة.
و المصفوفة vector و حددنا أنها تتألف من 3 عناصر فقط لأن كل عنصر بداخلها سنضع فيه ناتج جمع قيم سطر كامل من سطور المصفوفة matrix.
و المتغيران i و j في البداية ليكونا عدادين لأي مصفوفتين في البرنامج. و في كل مرة سنستخدمها سنقوم فقط بتصفير قيمتيهما بدل أن نقوم بتعريفهما من جديد.
و المتغير S لتخزين مجموع القيم الموجودة في كل سطر. سنعطيه القيمة 0 كقيمة أولية لاحقاً قبل البدء بحساب ناتج قيم الموجودة في نفس السطر.

		for (i=0; i<3; i++)
		{
			for (j=0; j<3; j++)
			{
				System.out.print("Enter matrix["+i+"]["+j+"]: ");
				matrix[i][j] = input.nextInt();
			}
			System.out.print("\n");
		}

هنا قمنا بإنشاء الحلقتين i و j لجعل المستخدم يدخل قيمة لكل عنصر في المصفوفة.
الحلقة i للإنتقال من سطر إلى آخر في المصفوفة, و الحلقة j للإنتقال من عمود إلى آخر في كل سطر في المصفوفة.
هنا في كل دورة من دورات الحلقة i سيتم إنشاء حلقة j للمرور على جميع العناصر الموجودة في نفس السطر.
في كل دورة من دورات الحلقة j سيطلب من المستخدم إدخال قيمة لعنصر, ثم سيتم تخزينها في هذا العنصر.
بعد توقف الحلقة j, أي بعد إعطاء قيم لجميع العناصر الموجودة في نفس السطر, سيتم النزول على سطر جديد بسبب الرمز \n.

		System.out.print("matrix contain these values:\n");
		for (i=0; i<3; i++)
		{
			for (j=0; j<3; j++)
			{
				System.out.print(matrix[i][j] + "\t");
			}
			System.out.print("\n");
		}

هنا قمنا بإنشاء الحلقتين i و j لعرض جميع قيم المصفوفة matrix.
الحلقة i للإنتقال من سطر إلى آخر فيها, و الحلقة j للإنتقال من عمود إلى آخر في كل سطر فيها.
هنا في كل دورة من دورات الحلقة i سيتم إنشاء حلقة j لعرض قيمة جميع العناصر الموجودة في نفس السطر.
في كل دورة من دورات الحلقة j سيتم عرض قيمة عنصر, ثم وضع بعض المسافات الفارغة بسبب الرمز \t.
بعد توقف الحلقة j, أي بعد عرض قيم جميع العناصر الموجودة في نفس السطر, سيتم النزول على سطر جديد بسبب الرمز \n.

		for (i=0; i<3; i++)
		{
			S=0;
			for (j=0; j<3; j++)
			{
				S = S + matrix[i][j];
			}
			vector[i] = S;
		}

هنا قمنا بإنشاء الحلقتين i و j للوصول إلى جميع قيم عناصر المصفوفة.
في كل دورة من دورات الحلقة i سيتم حساب ناتج جمع القيم الموجودة في نفس السطر, ثم وضع الناتج في المصفوفة vector كالتالي:

سيتم تصفير قيمة المتغير S قبل البدء بحساب ناتج جمع قيم العناصر الموجودة في نفس السطر حتى لا يتم إضافة ناتج جمع القيم الموجودة في السطر القديم على ناتج القيم الموجودة في السطر الحالي في كل مرة يتم فيها الإنتقال إلى سطر جديد.
بعدها سيتم إنشاء الحلقة j للمرور على جميع العناصر الموجودة في نفس السطر.
في كل دورة من دورات الحلقة j سيتم إضافة قيمة عنصر من العناصر الموجودة في نفس السطر على قيمة المتغير S.
عند توقف الحلقة j سيكون ناتج جمع جميع العناصر الموجودة في نفس السطر موجود في المتغير S و عندها سيتم إضافة قيمة المتغير S في عنصر جديد في المصفوفة vector.

لاحظ كيف سيتم إضافة قيم العناصر الموجودة في نفس السطر على قيمة المتغير S ثم إضافتها في المصفوفة vector :

عندما تكون قيمة العداد i تساوي 0 و قيمة العداد j تساوي 0, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[0][0] على قيمة المتغير S.
عندما تكون قيمة العداد i تساوي 0 و قيمة العداد j تساوي 1, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[0][1] على قيمة المتغير S.
عندما تكون قيمة العداد i تساوي 0 و قيمة العداد j تساوي 2, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[0][2] على قيمة المتغير S.
إلى هنا يكون المتغير S قد إحتوى على ناتج جمع جميع قيم العناصر الموجودة في السطر الأول في المصفوفة matrix و بالتالي سيتم وضع قيمته في العنصر vector[0].
عندما تكون قيمة العداد i تساوي 1 و قيمة العداد j تساوي 0, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[1][0] على قيمة المتغير S.
عندما تكون قيمة العداد i تساوي 1 و قيمة العداد j تساوي 1, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[1][1] على قيمة المتغير S.
عندما تكون قيمة العداد i تساوي 1 و قيمة العداد j تساوي 2, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[1][2] على قيمة المتغير S.
إلى هنا يكون المتغير S قد إحتوى على ناتج جمع جميع قيم العناصر الموجودة في السطر الأول في المصفوفة matrix و بالتالي سيتم وضع قيمته في العنصر vector[1].
عندما تكون قيمة العداد i تساوي 2 و قيمة العداد j تساوي 0, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[2][0] على قيمة المتغير S.
عندما تكون قيمة العداد i تساوي 2 و قيمة العداد j تساوي 1, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[2][1] على قيمة المتغير S.
عندما تكون قيمة العداد i تساوي 2 و قيمة العداد j تساوي 2, سيتم إضافة قيمة العنصر matrix[2][2] على قيمة المتغير S.
إلى هنا يكون المتغير S قد إحتوى على ناتج جمع جميع قيم العناصر الموجودة في السطر الأول في المصفوفة matrix و بالتالي سيتم وضع قيمته في العنصر vector[2].

		System.out.print("\nvector contain these values:\n");
		for (i=0; i<3; i++)
		{
			System.out.print(vector[i] +"\t");
		}

هنا قمنا بإنشاء الحلقة i لعرض جميع قيم التي أصبحت تحتويهم المصفوفة vector بعد أن تم وضع ناتج جمع كل سطر في المصفوفة matrix فيها.

Algorithmsالتعامل مع المصفوفة ذات البعدين في الخوارزميات - التمرين العاشر