حلقات التكرار في البرمجة

flowchart LR
    A["فهم الفكرة"]
    B["تهيئة مثال"]
    C["تنفيذ الخطوات"]
    D["اختبار الحالات"]
    E["تحسين النتيجة"]
    A --> B
    B --> C
    C --> D
    D --> E

مفهوم الحلقات

نستخدم الحلقات ( Loops ) لجعل الكود يعاد تنفيذه ضمن شروط معينة.
بشكل عام، حين يكون هناك حاجة لتنفيذ الكود أكثر من مرة فإن أول ما نفكر به هو استخدام الحلقات.

سنتعرف في هذا الدرس على الحلقات الأساسية الموجودة في معظم لغات البرمجة.

أنواع الحلقات و طريقة تعريفهم

هناك ثلاث أنواع من الحلقات التي يمكن استخدامها لتكرار الكود، و لكن طريقة استخدامها تختلف قليلاً و كل واحدة يتم تعريفها بطريقة مختلفة قليلاً أيضاً.

الحلقة For

الحلقة for تستخدم لتنفيذ الأوامر عدد محدد من المرّات.
هنا يتم تحديد عدد المرات التي ستستمر الحلقة فيها في تنفيذ الكود منذ البداية.

for(condition)
{

} 

الحلقة While

الحلقة while تستخدم لتنفيذ الأوامر مرات غير محددة.
هنا الحلقة تستمر في إعادة تنفيذ الأوامر طالما أن الشرط الموضوع فيها لا زال يتحقق.

while(condition)
{

}

الحلقة Do While

الحلقة do while تستخدم لتنفيذ الأوامر مرات غير محددة.
هنا الحلقة تستمر في إعادة تنفيذ الأوامر طالما أن الشرط الموضوع فيها لا زال يتحقق.

الفرق الوحيد بينها و بين الحلقة while أنها تنفذ الأوامر الموضوعة فيها مرّة واحدة على الأقل.

do
{

}
while(condition);

طريقة حساب عدد المرات التي تم فيها تنفيذ الأوامر

إذا طلبت من إنسان أن يلفظ كلمة Algo خمس مرات على سبيل المثال.
فإنه سيقول: Algo، Algo، Algo، Algo، Algo.

لاحظ أن الإنسان قد يستخدم أصابعه لكي يحسب كم مرة قال الكلمة "Algo" أو قد يستخدم ورقة و قلم في حال طلبت منه لفظها 100 مرات حتى لا يخطئ بالعد.

طريقة الكمبيوتر في العد

إذا أردت جعل الكمبيوتر يطبع كلمة Algo عشر مرات، عليك إستخدام حلقة تنفذ الكود الذي بداخلها 10 مرات. الحلقة بدورها ستعتمد في عملية العد على متغير عادي يسمى عدّاد (Counter).

فكرة العداد هي تخزين عدد المرات التي قامت فيها الحلقة بتنفيذ الأوامر التي بداخلها. في كل مرة يتم فيها تنفيذ جميع الأوامر الموضوعة بداخل الحلقة, يتم زيادة العداد واحداً.

إذاً عند إستخدام حلقة يمكننا معرفة عدد المرات التي قام فيها الحاسوب بتنفيذ الأوامر الموجودة فيها من خلال العداد.

طريقة تحديد كيف سيتم العد في الحلقات

عند التعامل مع أي حلقة، أول شيء عليك التفكير فيه هو وضع الشرط الذي يحدد كم مرة ستقوم الحلقة بإعادة تنفيذ الكود الموضوع فيها. فمثلاً لجعل الحلقة تعيد تنفيذ الأوامر الموضوعة فيها 5 مرات يمكنك العد بطرق مختلفة و الحصول على نفس النتيجة كالتالي:

• إذا قمت بالعد بشكل تصاعدي من 1 إلى 5 كالتالي 5 - 4 - 3 - 2 - 1 ستحصل على 5 مرات.
• إذا قمت بالعد بشكل تصاعدي من 0 إلى 4 كالتالي 4 - 3 - 2 - 1 - 0 ستحصل على 5 مرات.
• إذا قمت بالعد بشكل تصاعدي من 6 إلى 10 كالتالي 10 - 9 - 8 - 7 - 6 ستحصل على 5 مرات.
• إذا قمت بالعد بشكل تنازلي من 5 إلى 1 كالتالي 1 - 2 - 3 - 4 - 5 ستحصل على 5 مرات.
• إذا قمت بالعد بشكل تنازلي من 4 إلى 0 كالتالي 0 - 1 - 2 - 3 - 4 ستحصل على 5 مرات.

مثال يوضح فائدة الحلقات

المثال التالي يوضح لك فقط كيف يمكن إستغلال الحلقات لإنجاز المهام بسرعة و بكود أقل.

الآن في حال أردنا طباعة جميع الأرقام من 1 إلى 10 و كل رقم منهم على سطر جديد يوجد أسلوبين لفعل ذلك:

• كتابة جميع الأرقام التي نريد طباعتها رقماً رقماً بداخل الدالة write().
• إستخدام حلقة واحدة فقط و تحديد من أي رقم إلى أي رقم تريد أن تطبع.

الحل بدون حلقة

هنا لاحظ أننا قمنا بكتابة كل رقم سيتم طباعته بأنفسنا.

write("1\n");
write("2\n");
write("3\n");
write("4\n");
write("5\n");
write("6\n");
write("7\n");
write("8\n");
write("9\n");
write("10\n");

الحل باستخدام حلقة

هنا لاحظ أننا قمنا بكتابة أمر الطباعة مرة واحدة فقط و العدد تم تكراره بشكل تصاعدي.

for (var i=1; i<=10; i++)
{
    write( i + "\n");
}