الخوارزميات وهياكل البيانات بلغة C# (.NET)

كتاب «الخوارزميات وهياكل البيانات بلغة C# (.NET)» هو دليل عملي حديث يساعد المطورين على إتقان المفاهيم الأساسية لـ computer science من خلال منصة .NET ولغة C#. على عكس الكتب الدراسية المجردة، يركز هذا الكتاب على المشاكل الحقيقية التي يواجهها كل مبرمج: من تحسين البحث في المصفوفات الكبيرة إلى بناء قوائم انتظار رسائل فعالة.

عن ماذا يتحدث هذا الكتاب؟

يغطي الكتاب مجموعة كاملة من الموضوعات اللازمة للإتقان الواثق لهياكل البيانات والخوارزميات:

• الهياكل الأساسية: المصفوفات، القوائم، المكدس، قائمة الانتظار، القواميس — بنيتها الداخلية في .NET ومتى تختار أياً منها.
• الهياكل المتقدمة: الأشجار (ثنائية، AVL، حمراء-سوداء)، الرسوم البيانية، جداول التجزئة، الأكوام وتنفيذها بلغة C#.
• خوارزميات الفرز والبحث: من الفرز الفقاعي إلى الفرز السريع، البحث الثنائي، BFS/DFS على الرسوم البيانية.
• البرمجة الديناميكية والخوارزميات الجشعة: تحليل المشاكل الكلاسيكية (حقيبة الظهر، أقصر مسار، مسافة التحرير).
• العمل مع الذاكرة والأداء: تدوين Big O، Span، Memory، التخصيصات وجمع القمامة.
• الإمكانيات الحديثة لـ .NET: LINQ، الخوارزميات المتوازية (Task، Parallel)، قوائم الانتظار غير المتزامنة.

لمن هذا الكتاب؟

الكتاب موجه إلى مطوري C# المبتدئين والمتوسطين الذين يرغبون في الانتقال من كتابة كود «يعمل» إلى إنشاء حلول فعالة وقابلة للتوسع. سيكون مفيداً أيضاً لطلاب التخصصات التقنية والمطورين الذين يستعدون للمقابلات الفنية — حيث يحتوي كل فصل على تحليل للمشاكل النموذجية من مقابلات FAANG.

ماذا سيتعلم القارئ؟

• كيفية اختيار هيكل البيانات الصحيح لمشكلة معينة، دون دفع ثمن باهظ للأداء.
• كيفية كتابة خوارزميات تعمل بسرعة ولا «تستهلك» الذاكرة (خاصة في الأنظمة عالية التحميل).
• كيفية استخدام الإمكانيات المدمجة في .NET (المجموعات، LINQ، Parallel) لحل المشاكل الخوارزمية.
• كيفية الاستعداد للمقابلات: يحتوي الكتاب على أكثر من 50 مشكلة عملية مع تحليل خطوة بخطوة للحلول بلغة C#.
• كيفية تحليل الأداء وتحسين الكود الحالي باستخدام BenchmarkDotNet ومحللي الذاكرة.

تم بناء كل فصل على مبدأ «نظرية ← مثال كود ← مشكلة للحل الذاتي». جميع الأمثلة مكتوبة بإصدارات C# الحالية (.NET 8/9) وجاهزة للتشغيل في بيئة التطوير الخاصة بك. سيصبح الكتاب مرجعاً مكتبياً لأولئك الذين يريدون كتابة كود يفخرون به.

تنبيه: لا يتطلب الكتاب معرفة رياضية عميقة — يتم شرح جميع المفاهيم المعقدة من خلال الممارسة والتصور. يكفي الإتقان الواثق لأساسيات C# والرغبة في فهم كيفية عمل الخوارزميات «تحت الغطاء».