المصفوفات والنصوص في C

المصفوفة (Array) في C مجموعة من القيم من نفس النوع، مخزنة متجاورة في الذاكرة، تحت اسم واحد. وفي C هناك مفاجأة: النصوص نفسها ليست نوعاً خاصاً، بل مصفوفات من الحروف! في هذا الدرس ستتعلم المصفوفات بأنواعها، وكيف تتعامل مع النصوص.

تعريف مصفوفة

int scores[4] = {85, 92, 78, 64};
printf("%d\n", scores[0]);
scores[1] = 95;
printf("%d\n", scores[1]);

الناتج

85
95

• int scores[4]: مصفوفة من 4 أعداد صحيحة.
• الترقيم يبدأ من صفر: أول عنصر scores[0]، وآخر عنصر scores[3].
• حجم المصفوفة ثابت لا يتغير بعد تعريفها.

تخيّل المصفوفة مثل عربات قطار متصلة: كل عربة بجانب الأخرى مباشرة في الذاكرة، ولكل عربة رقم.

كم عنصراً في المصفوفة؟

C لا تخزن عدد العناصر مع المصفوفة. لكن يمكن حسابه بـ sizeof:

int size = sizeof(scores) / sizeof(scores[0]);
printf("عدد العناصر: %d\n", size);

الناتج

عدد العناصر: 4

sizeof(scores) حجم المصفوفة كلها بالبايت (4 عناصر × 4 بايت = 16)، و sizeof(scores[0]) حجم عنصر واحد (4)، والقسمة تعطي عدد العناصر.

المرور على المصفوفة

int sum = 0;
int max = scores[0];
for (int i = 0; i < size; i++) {
    sum += scores[i];
    if (scores[i] > max) max = scores[i];
}
printf("المجموع: %d\n", sum);
printf("الأكبر: %d\n", max);

الناتج

المجموع: 322
الأكبر: 95

لاحظ الشرط i < size وليس <=، لأن آخر رقم هو size - 1.

C لا تحميك من تجاوز الحدود

في لغات مثل Java و Python، قراءة عنصر خارج حدود المصفوفة تعطي رسالة خطأ واضحة. أما C فلا تفحص شيئاً! scores[10] في مصفوفة من 4 عناصر قد تقرأ بيانات عشوائية من الذاكرة، أو تكتب فوق متغيرات أخرى، أو توقف البرنامج. هذا من أخطر الأخطاء في C، ومن أشهر أسباب الثغرات الأمنية في البرامج. راجع حدود حلقاتك دائماً.

القيم الأولية

int counts[5] = {0};
int partial[5] = {1, 2};

• {0}: كل العناصر أصفار.
• {1, 2}: أول عنصرين 1 و 2، والباقي أصفار تلقائياً.

فتطبع حلقة على counts القيم 0 0 0 0 0، وعلى partial القيم 1 2 0 0 0.

تمرير المصفوفة لدالة

double average(int arr[], int size) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        sum += arr[i];
    }
    return (double) sum / size;
}

printf("المتوسط: %.2f\n", average(scores, size));

الناتج

المتوسط: 80.50

لاحظ أننا مررنا الحجم كمعامل منفصل، لأن الدالة لا تستطيع معرفته وحدها. وعلى عكس المتغيرات العادية، المصفوفة لا تُنسخ عند تمريرها: الدالة تستقبل عنوان أول عنصر، فإذا عدّلت عناصرها، يتغير الأصل.

المصفوفات ثنائية الأبعاد

int grid[2][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};
printf("%d\n", grid[1][2]);
for (int r = 0; r < 2; r++) {
    for (int c = 0; c < 3; c++) {
        printf("%d ", grid[r][c]);
    }
    printf("\n");
}

الناتج

6
1 2 3
4 5 6

grid[1][2]: الصف الثاني، العمود الثالث. مثل جدول بصفوف وأعمدة.

النصوص: مصفوفات من الحروف

#include <string.h>

char name[20] = "Sara";
printf("%s\n", name);
printf("%zu\n", strlen(name));
printf("%c\n", name[0]);
strcat(name, " Ali");
printf("%s\n", name);

الناتج

Sara
4
S
Sara Ali

• النص مصفوفة char، ويُطبع بـ %s.
• كل نص في C ينتهي بحرف خفي اسمه حرف النهاية '\0'، وبه تعرف الدوال أين ينتهي النص.
• strlen: طول النص بدون حرف النهاية.
• strcat: تُلحق نصاً بنهاية آخر. لهذا جعلنا حجم name 20، ليتسع للإضافة.

دليل حرف النهاية:

char word[] = "Hi";
printf("%zu\n", sizeof(word));

الناتج

3

حرفان فقط، لكن المصفوفة حجمها 3: الحرف الثالث هو '\0'.

مقارنة النصوص: لا تستخدم == مع النصوص في C، بل strcmp، التي تُرجع صفراً عندما يتطابق النصان: strcmp("abc", "abc") == 0 نتيجتها 1 أي صحيح.

النصوص العربية في C

الحرف العربي في ترميز UTF-8 يشغل أكثر من بايت، لذلك strlen على نص عربي تعطي عدد البايتات لا الحروف. التعامل الصحيح مع النصوص متعددة اللغات في C يحتاج مكتبات خاصة، ولهذا استخدمنا أمثلة إنجليزية في هذا الجزء.

جرّب بنفسك

1. أنشئ مصفوفة بدرجات 6 طلاب، واطبع المتوسط وأقل درجة وعدد الناجحين (50 فأكثر).
2. اكتب دالة void doubleAll(int arr[], int size) تضاعف كل عناصر المصفوفة، ثم اطبع المصفوفة في main لتتأكد أن الأصل تغيّر.
3. اكتب برنامجاً يطبع نصاً معكوساً حرفاً حرفاً (من آخر حرف إلى أوله) باستخدام strlen وحلقة.
4. تحدٍّ: اكتب دالة تعد مرات ظهور حرف معين في نص.

أخطاء شائعة

• تجاوز حدود المصفوفة: C لا تحذرك، وقد يحدث سلوك غريب أو انهيار. راجع شروط الحلقات.
• مصفوفة نص أصغر من اللازم: تذكّر مكاناً إضافياً لحرف النهاية، ومساحة كافية قبل strcat.
• مقارنة النصوص بـ ==: تقارن العناوين لا المحتوى. استخدم strcmp.

اختبر نفسك

سؤال

كم بايتاً تشغل المصفوفة char s[] = "Cat";؟

463

سؤال

ماذا يحدث في C عند قراءة arr[10] من مصفوفة فيها 4 عناصر فقط؟

تُرجع صفراً دائماًرسالة خطأ واضحة دائماًسلوك غير محدد: قد تُقرأ بيانات عشوائية أو ينهار البرنامج

الخلاصة

• int a[4] = {...} مصفوفة ثابتة الحجم، والترقيم من صفر حتى size - 1.
• sizeof(a) / sizeof(a[0]) يحسب عدد العناصر، ومرّر الحجم للدوال كمعامل.
• C لا تفحص حدود المصفوفات، فراجع شروط حلقاتك بعناية.
• النصوص مصفوفات char تنتهي بالحرف '\0'، ودوالها في string.h: strlen و strcat و strcmp.