تحسين أداء عملية الدوران الدائري

عند مراجعة الكود المقدم، يظهر أن الأمر الذي يثير الاهتمام هو حدوث خطأ “تم إنهاء التشغيل بسبب الوقت المنقضي” (Terminated due to timeout) عند تنفيذ البرنامج على منصة Hackerrank. يتعلق هذا الخطأ عادةً بالتأخير الزمني الذي يستغرقه البرنامج في التنفيذ، حيث يتم إنهاء تنفيذ البرنامج تلقائيًا إذا تجاوز الوقت المسموح به.

لفهم سبب حدوث هذا الخطأ، يمكننا تحليل الكود بعناية. يقوم البرنامج بتنفيذ عملية دوران دائرية لليمين على مصفوفة من الأعداد الصحيحة بعدد معين من المرات، ثم يُطلب منه طباعة قيمة العنصر في موقع محدد في المصفوفة الدائرية المدورة.

أولاً، يقوم البرنامج بقراءة البيانات من المدخل بشكل صحيح، ومن ثم يُقرأ المصفوفة والاستعلامات بشكل صحيح أيضًا. ثم، يتم تنفيذ عملية الدوران الدائرية بشكل صحيح باستخدام حلقتين، وأخيرًا يتم طباعة القيم المطلوبة.

المشكلة الرئيسية التي يمكن أن تؤدي إلى حدوث الخطأ “تم إنهاء التشغيل بسبب الوقت المنقضي” هي كفاءة الحلقتين الداخليتين التي تُستخدمان في عملية الدوران الدائرية. عندما يكون حجم المصفوفة (n) كبيرًا جدًا وعدد عمليات الدوران (k) كبيرًا أيضًا، فإن البرنامج قد يحتاج وقتًا طويلًا لإكمال التنفيذ، مما يتسبب في تجاوز الحد الزمني المسموح به على منصة Hackerrank.

لتحسين كفاءة البرنامج وتجنب حدوث هذا الخطأ، يمكن استخدام تقنيات البحث عن حلول أكثر كفاءة لعملية الدوران الدائرية، مثل استخدام الحسابات الرياضية بدلاً من الحلقات. على سبيل المثال، يمكن استخدام العمليات الحسابية لتحديد موقع العناصر بعد التدوير بدلاً من تحريك العناصر بشكل فردي.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام تقنيات الذاكرة المؤقتة لتخزين النتائج المتكررة لعملية الدوران بحيث لا يتم إعادة حسابها في كل دورة من دورات الدوران، مما يساعد في تقليل وقت التنفيذ.

باختصار، لتجنب حدوث الخطأ “تم إنهاء التشغيل بسبب الوقت المنقضي”، ينبغي تحسين كفاءة البرنامج واستخدام تقنيات أكثر فعالية للتعامل مع عملية الدوران الدائرية وتقليل الوقت اللازم لإكمال التنفيذ.

بالطبع، لنواصل تحليل الوضع ونبحث في الحلول المحتملة لهذه المشكلة.

من الجدير بالذكر أن الحل الحالي يعمل بشكل صحيح من الناحية النظرية، ولكنه يعاني من أداء ضعيف عندما يتعامل مع مجموعات كبيرة من البيانات. الحلقات المتداخلة في عملية الدوران الدائري تعمل بشكل متسلسل، مما يؤدي إلى زيادة الوقت المستغرق في كل دورة من دورات الدوران.

لحل هذه المشكلة وتحسين أداء البرنامج، يمكن اعتماد نهجين رئيسيين:

1. تحسين خوارزمية الدوران الدائري: يمكن استخدام خوارزميات أكثر كفاءة للقيام بعملية الدوران بدلاً من استخدام حلقات متداخلة. على سبيل المثال، يمكن استخدام العمليات الحسابية لحساب مواقع العناصر المدورة بدلاً من نقل العناصر بشكل فردي. هذا سيقلل بشكل كبير من عدد العمليات اللازمة وبالتالي يحسن من أداء البرنامج.

2. تحسين استخدام الذاكرة: يمكن استخدام الذاكرة المؤقتة لتخزين النتائج المتكررة لعملية الدوران. على سبيل المثال، بعد كل دورة من دورات الدوران، يمكن حفظ المصفوفة بعد التحول في مكان مؤقت بدلاً من إعادة حسابها في كل مرة. هذا يقلل من العمليات المتكررة ويسرع من تنفيذ البرنامج.

بالتطبيق العملي، يمكن أن يبدو الحل الجديد كما يلي:

cppCopy code
#include 
#include 

using namespace std;

int main() {
    int n, k, q;
    cin >> n >> k >> q;
    
    vector<int> arr(n);
    vector<int> qur(q);

    // قراءة البيانات
    for(int i = 0; i < n; ++i)
        cin >> arr[i];
    
    for(int i = 0; i < q; ++i)
        cin >> qur[i];

    // حساب المصفوفة بعد الدوران الدائري مرة واحدة
    k %= n; // للتأكد من عدم القيام بعمليات زائدة
    vector<int> rotated_arr(n);
    for(int i = 0; i < n; ++i) {
        rotated_arr[(i + k) % n] = arr[i];
    }

    // طباعة القيم المطلوبة
    for(int i = 0; i < q; ++i)
        cout << rotated_arr[qur[i]] << endl;

    return 0;
}

باستخدام هذا الحل، يمكن أن يعمل البرنامج بشكل أسرع ويتجنب الخطأ “تم إنهاء التشغيل بسبب الوقت المنقضي” عند التنفيذ على منصة Hackerrank. يقوم البرنامج بحساب المصفوفة بعد الدوران الدائري مرة واحدة فقط، ثم يستخدم هذه النتيجة لطباعة القيم المطلوبة لكل استعلام.