هياكل البيانات والخوارزميات 2: الأشجار الثنائية والهيبس وسكيب ليست والهاش ماب

تتجاوز هذه الدورة في هياكل البيانات والخوارزميات ما تم تناوله من هياكل خطية في CS1332xI لتنتقل إلى الهياكل غير الخطية والهرمية في CS1332xII. تبدأ الدورة بمراجعة قصيرة للغة Java تركز على الموضوعات الضرورية لفهم هياكل البيانات الجديدة التي ستتم دراستها. تتطلب الدورة معرفة مسبقة بـ Java، وبمفاهيم البرمجة كائنية التوجه، وبالهياكل الخطية الأساسية. كما يتم دمج مفهوم التعقيد الزمني (Time Complexity) عبر جميع الموضوعات، بحيث تتعلم تقييم كفاءة العمليات والخوارزميات المرتبطة بكل بنية. ستستكشف بنية الأشجار بوصفها بنية بيانات هرمية ذات خصائص مهمة مثل الشكل (Shape) والترتيب (Order)، وهي خصائص تُستخدم لتصنيف الأشجار إلى مجموعات مختلفة وتحديد سلوكها ووظيفتها. تبدأ الدورة بشرح الأشجار الثنائية، ثم تنتقل إلى مجموعتين فرعيتين أساسيتين: أشجار البحث الثنائية (BSTs) والهيبس الثنائية (Binary Heaps). ستتعلم عمليات الأشجار وخوارزمياتها، وتفحص الحالات الحدّية (Edge Cases) وتأثيرها على الأداء. كما ستتعرف على هياكل بيانات تعتمد على أزواج المفتاح-القيمة لتخزين البيانات عبر HashMaps، وتستكشف هياكل احتمالية مثل SkipLists. يتضمن المحتوى جانباً تطبيقياً يركز على التصميم والتنفيذ البرمجي لهذه الهياكل باستخدام Java، مع توظيف الاستدعاء الذاتي (Recursion) في واجهات وأنواع البيانات المجردة للأشجار (Tree ADTs).

• تطوير مهارات متقدمة في برمجة Java عبر استخدام الاستدعاء الذاتي ضمن أنواع البيانات المجردة للأشجار
• استكشاف هياكل بيانات غير خطية ومترابطة مثل الأشجار والهيبس وSkipLists وHashMaps
• دراسة الاستخدامات والتطبيقات المهمة للهياكل الهرمية المعتمدة على الأشجار
• فهم خصائص الأشجار وتصنيفها بناءً على الشكل والترتيب
• تصميم وتنفيذ الأشجار الثنائية بما في ذلك BSTs والهيبس
• تحليل الحالات الحدّية والكفاءة في عمليات BST والهيبس

• معرفة أساسية بلغة البرمجة Java
• فهم مبادئ البرمجة كائنية التوجه
• إلمام بهياكل البيانات التمهيدية: المصفوفات، القوائم المرتبطة، المكدسات، الطوابير، وDeques