تحسين أداء برنامج C++ لإنشاء هيستوجرام درجات الطلاب

فهم الكود وتحليل المشكلة:

البرنامج الذي كتبته يقوم بإنشاء هيستوجرام لدرجات الطلاب، حيث يقوم بقراءة عدد الدرجات ثم يقوم بإنشاء مصفوفة ديناميكية لتخزين هذه الدرجات. بعد ذلك، يقوم البرنامج بحساب القيمة القصوى للدرجات ويستخدم مصفوفة ديناميكية أخرى لتخزين الهيستوجرام. أخيرًا، يقوم البرنامج بطباعة الهيستوجرام.

تحليل الخطأ:

الخطأ “Program terminated with signal 6” يشير عادة إلى وجود مشكلة في الوصول إلى منطقة غير صالحة في الذاكرة (Segmentation Fault). يمكن أن يحدث هذا عند محاولة البرنامج الوصول إلى مكان غير مخصص له في الذاكرة.

عند فحص الكود، يمكن تحديد أن الخطأ يحدث في السطر:

cppCopy code
*(hist + i) = no;

حيث يمكن أن يكون i أكبر من حجم المصفوفة hist، مما يؤدي إلى محاولة الوصول إلى مكان غير مخصص له في الذاكرة.

الحل المقترح:

لحل هذه المشكلة، يجب تعديل حجم المصفوفة hist لضمان أنها تستوعب جميع القيم الممكنة للدرجات (من 0 إلى القيمة القصوى). يمكن فعل ذلك عن طريق تغيير السطر:

cppCopy code
hist = new int[max];

إلى:

cppCopy code
hist = new int[max + 1];  // زيادة 1 لضمان تخزين جميع القيم من 0 إلى max

بهذا التغيير، يتم ضمان أن المصفوفة hist تحتوي على مساحة كافية لتخزين جميع القيم الممكنة للدرجات.

تحسين الكود:

يمكن أيضًا تحسين الكود عن طريق استخدام تكرار أكثر فعالية لحساب الهيستوجرام، على سبيل المثال باستخدام مصفوفة لتخزين العدد الكلي لكل درجة بدلاً من فحص كل درجة في الدورة الثانية.

تعديل السطر:

cppCopy code
for (i = 0; i <= max; i++)

إلى:

cppCopy code
for (i = 0; i <= max; i++)
{
    int no = 0;
    for (j = 0; j < numGrades; j++)
    {
        if (i == *(list + j))
            no++;
    }
    *(hist + i) = no;
}

يمكن تحسينه إلى:

cppCopy code
for (j = 0; j < numGrades; j++)
{
    if (*(list + j) >= 0 && *(list + j) <= max)
        (*(hist + *(list + j)))++;
}

بهذا يتم تقليل الحاجة إلى دورة إضافية لحساب الهيستوجرام.

الختام:

بعد تحديد المشكلة في الكود وتقديم حلا لها، يمكنك تجربة الكود مرة أخرى ويجب أن يتم تصحيح الخطأ الذي تسبب في إنهاء البرنامج بإشارة 6. إذا كان لديك أي أسئلة إضافية أو تحتاج إلى مساعدة إضافية، فلا تتردد في طرحها.

تحسين الأداء والكفاءة:

لتحسين أداء البرنامج، يمكنك استخدام مزيد من الممارسات الجيدة في برمجة C++. على سبيل المثال، يمكن تحسين إعادة حساب الهيستوجرام باستخدام حلقة واحدة فقط بدلاً من حلقتين. يمكن ذلك باستخدام مصفوفة لتخزين العدد الكلي لكل درجة بدلاً من فحص كل درجة في الدورة الثانية.

cppCopy code
for (j = 0; j < numGrades; j++)
{
    if (*(list + j) >= 0 && *(list + j) <= max)
        (*(hist + *(list + j)))++;
}

هذا الأسلوب يجعل الكود أكثر فعالية وأقل تكلفة من حيث الوقت، حيث يقلل من عدد العمليات اللازمة لحساب الهيستوجرام.

إدارة الذاكرة بشكل أفضل:

يجب عليك أيضًا التحقق من إدارة الذاكرة بشكل أفضل لتجنب تسريب الذاكرة. في الكود الحالي، قمت بحجز ذاكرة باستخدام new، ولكن من الضروري دائمًا حذف هذه الذاكرة باستخدام delete عند الانتهاء من استخدامها. تأكد من أنك تقوم بحذف المصفوفتين hist و list بشكل صحيح بعد الانتهاء من استخدامهما.

تحسين قراءة الإدخال:

يمكنك أيضًا تحسين جزء قراءة الدرجات من المستخدم، عن طريق استخدام حلقة لتحقق من صحة الإدخال. يمكن استخدام هذا لضمان أن المستخدم يقوم بإدخال درجات صحيحة فقط.

تعليقات ووثائق:

يفضل دائمًا إضافة تعليقات لشرح الجزء الوظيفي لكل قسم من الكود. هذا يسهم في فهم الكود بشكل أفضل ويجعله أكثر صيانة على المدى الطويل. يمكن أيضًا إضافة توثيق عند الحاجة لتفسير كيفية استخدام البرنامج.

استخدام مكتبات القياس الزمني:

قد تفكر في استخدام مكتبات القياس الزمني مثل لقياس وقت تنفيذ البرنامج والتحقق من أدائه.

تعامل مع الأخطاء:

يفضل دائمًا تضمين آلية للتعامل مع الأخطاء والتحقق من صحة الإدخالات لتحسين موثوقية البرنامج وتجنب الأخطاء غير المتوقعة.

التواصل مع المجتمع:

لا تتردد في مشاركة الكود وطرح الأسئلة في المجتمعات البرمجية على الإنترنت، مثل Stack Overflow أو المنتديات المختصة بلغة C++. من خلال التواصل مع المجتمع، يمكن أن تحصل على نصائح قيمة وتعلم من تجارب الآخرين.

الختام:

إن تحسين الأداء وتنظيم الكود يسهمان في جعل البرنامج أكثر فعالية وصيانة. استمر في تطوير مهاراتك وتطوير البرمجة الخاصة بك من خلال التعلم المستمر والتجربة.