مقارنة المؤشرات

جزء من قسم Logic & Flow في رحلة C على Coddy — الدرس 10 من 63.

لقد تعلمت كيفية التنقل عبر المصفوفات باستخدام حساب المؤشرات (pointer arithmetic). الآن ستكتشف أن المؤشرات يمكن أيضاً أن يتم مقارنتها باستخدام نفس عوامل المقارنة التي تستخدمها مع المتغيرات العادية: ==، !=، <، و >.

عندما تقارن بين مؤشرين، فإنك تقارن عناوين الذاكرة الخاصة بهما. وهذا مفيد بشكل خاص عندما يشير كلا المؤشرين إلى عناصر داخل نفس المصفوفة، حيث يتيح لك ذلك تحديد مواقعهما النسبية في الذاكرة.

int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
int *start = numbers;        // يشير إلى العنصر الأول
int *end = numbers + 4;      // يشير إلى العنصر الأخير

if (start < end) {
    printf("start comes before end in memory");
}

تصبح مقارنة المؤشرات قوية بشكل خاص في شروط الحلقات. فبدلاً من استخدام متغير عداد، يمكنك مقارنة موضع المؤشر الحالي بمؤشر هدف للتحكم في وقت توقف الحلقة. ينتج عن ذلك كود أنيق وفعال للتنقل عبر المصفوفة.

الفكرة الجوهرية هي أن ptr1 < ptr2 تخبرك أن ptr1 يشير إلى عنصر يظهر في وقت سابق في المصفوفة من العنصر الذي ptr2 يشير إليه. هذه العلاقة تجعل مقارنة المؤشرات مناسبة بشكل طبيعي للتحكم في الحلقات التي تعالج المصفوفات بالتتابع.

التحدي

سهل

اكتب برنامجاً بلغة C يستخدم مقارنة المؤشرات (pointer comparison) للتنقل عبر مصفوفة والعثور على العناصر الموجودة ضمن نطاق محدد. يجب على برنامجك القيام بما يلي:

الإعلان عن مصفوفة أعداد صحيحة تسمى scores تحتوي على 8 عناصر وتهيئتها بالقيم {45, 78, 92, 63, 87, 34, 91, 56}
الإعلان عن مؤشرين لأعداد صحيحة: start_ptr و end_ptr
تعيين start_ptr ليشير إلى العنصر الأول في المصفوفة
تعيين end_ptr ليشير إلى العنصر الأخير في المصفوفة باستخدام حساب المؤشرات (pointer arithmetic)
الإعلان عن مؤشر يسمى current_ptr وتهيئته ليشير إلى العنصر الأول
استخدام حلقة while مع مقارنة المؤشرات (current_ptr <= end_ptr) للتنقل عبر المصفوفة
داخل الحلقة:
- التحقق مما إذا كانت القيمة الحالية تقع بين 60 و 90 (شاملة)
- إذا كانت القيمة ضمن النطاق، اطبع "Value [value] is in range"
- إذا لم تكن القيمة ضمن النطاق، اطبع "Value [value] is out of range"
- زيادة current_ptr للانتقال إلى العنصر التالي
بعد الحلقة، استخدم مقارنة المؤشرات للتحقق من أن current_ptr أصبح الآن خارج نهاية المصفوفة عن طريق التحقق مما إذا كان current_ptr > end_ptr
إذا كان الشرط صحيحاً، اطبع "Traversal complete"

يجب أن يعرض مخرج البرنامج النتائج بالتنسيق التالي:

Value 45 is out of range
Value 78 is in range
Value 92 is out of range
Value 63 is in range
Value 87 is in range
Value 34 is out of range
Value 91 is out of range
Value 56 is out of range
Traversal complete

يختبر هذا التحدي فهمك لعوامل مقارنة المؤشرات في شروط الحلقات، واستخدام حساب المؤشرات لتعيين مؤشرات الحدود، وكيف يمكن لمقارنة المؤشرات التحكم في التنقل عبر المصفوفة بشكل أكثر أناقة من الحلقات التقليدية القائمة على العدادات.

ورقة مرجعية

يمكن مقارنة المؤشرات باستخدام العوامل العلائقية: ==، و !=، و <، و >.

عند مقارنة المؤشرات، فأنت تقارن عناوين الذاكرة الخاصة بها. وهذا مفيد لتحديد المواقع النسبية للعناصر داخل نفس المصفوفة.

int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
int *start = numbers;        // يشير إلى العنصر الأول
int *end = numbers + 4;      // يشير إلى العنصر الأخير

if (start < end) {
    printf("start comes before end in memory");
}

تعتبر مقارنة المؤشرات قوية بشكل خاص في شروط الحلقات، مما يسمح لك بالتحكم في الحلقات من خلال مقارنة مواقع المؤشرات بدلاً من استخدام متغيرات العداد:

int *current_ptr = numbers;
int *end_ptr = numbers + 4;

while (current_ptr <= end_ptr) {
    // معالجة العنصر الحالي
    current_ptr++;  // الانتقال إلى العنصر التالي
}

التعبير ptr1 < ptr2 يعني أن ptr1 يشير إلى عنصر يظهر في وقت سابق في المصفوفة من العنصر الذي يشير إليه ptr2.

جرّب بنفسك

#include <stdio.h>

int main() {
    // TODO: اكتب الكود الخاص بك أدناه
    
    return 0;
}

اختبر نفسك

يتضمن هذا الدرس اختبارًا قصيرًا. ابدأ الدرس للإجابة عليه وتتبّع تقدمك.

جميع دروس Logic & Flow

1أساسيات المؤشرات

ما هو المؤشر؟الإعلان عن المؤشرات عامل العنوان (&)عامل إلغاء المرجعية (*)مؤشرات NULL مراجعة: أساسيات المؤشرات

4مشروع: أداة نصوص بسيطة

نظرة عامة على المشروع عد الأحرف

عد حروف العلّة

التحويل إلى أحرف كبيرة

المخرج النهائي

7الهياكل (structs)

ما هو الـ Struct؟الإعلان عن Struct إنشاء متغيرات Struct الوصول إلى أعضاء الـ Struct تهيئة الـ Structs مراجعة: Struct بيانات الطالب

10Enums و Typedef

enum للثوابت المسماة التصريح عن Enums واستخدامها استخدام Enums في جمل Switch استخدام typedef لأسماء مستعارة للأنواع استخدام typedef مع Structs مراجعة: تمارين على Typedef و Enum

2المؤشرات والمصفوفات

أسماء المصفوفات كمؤشرات عناصر المصفوفة - المؤشرات العمليات الحسابية على المؤشراتمقارنة المؤشراتمراجعة: التنقل في المصفوفة باستخدام المؤشرات

5المؤشرات والدوال

التمرير بالقيمة تمرير المؤشرات إلى الدوال تعديل المتغيرات عبر المؤشرات مثال كلاسيكي: التبديل تمرير المصفوفات إلى الدوال ملخص: وسائط المؤشرات في الدوال

8الهياكل والمؤشرات

المؤشرات إلى الهياكل عامل السهم (->)تمرير الهياكل بالقيمة تمرير مؤشرات الهياكل التخصيص الديناميكي للهياكل مراجعة: تعديل الهياكل باستخدام المؤشرات

11تحديات المراجعة النهائية

مراجعة: دمج السلاسل النصية الديناميكي مراجعة: مصفوفة من الـ Structs مراجعة: عداد تكرار الكلمات

3مصفوفات الأحرف والسلاسل النصية

السلاسل النصية كمصفوفات char المُنهي الصفري (Null Terminator)إدخال السلاسل النصية باستخدام scanf استخدام strlen()استخدام strcpy()استخدام strcat()استخدام strcmp()مراجعة: دوال السلاسل النصية الأساسية

6إدارة الذاكرة

ذاكرة Stack مقابل Heap التخصيص الديناميكي - malloc()استخدام sizeof() للتخصيص التحقق من فشل التخصيص تحرير الذاكرة باستخدام free()التخصيص باستخدام calloc()ملخص: المصفوفة الديناميكية

9مشروع: إدخال جهة اتصال بسيطة

مشروع: تعريف Struct جهة الاتصال دالة لإنشاء جهة اتصال

دالة لتعبئة بيانات جهة اتصال

دالة لعرض جهة اتصال

تجميع كل الأجزاء معاً