آموزش ساختارهای داده و الگوریتم‌های پایتون: راهنمای جامع - آخرین آپدیت

سرفصل ها و درس ها

مقدمه‌ای بر دوره Introduction to the course

• مقدمه و پیش‌نیازها Introduction and prerequisites

• معرفی دوره Introduction to the course

• مقدمه‌ای بر ساختارهای داده Introduction to Data Structures

• مقدمه‌ای بر الگوریتم‌ها Introduction to Algorithms

آرایه‌ها و نماد Big O Arrays and Big-O Notation

• مقدمه‌ای بر آرایه‌ها Introduction to arrays

• نماد Big O Big-O Notation

• مرور سریع آرایه‌ها در پایتون A quick review of arrays in Python

• آرایه‌ها در حافظه Arrays in memory

• مقادیر Big O برای عملیات آرایه Big-O values for array operations

الگوریتم‌های مرتب‌سازی Sort Algorithms

• مقدمه‌ای بر الگوریتم‌های مرتب‌سازی Introduction to sort algorithms

• مرتب‌سازی حبابی (تئوری) Bubble Sort (theory)

• مرتب‌سازی حبابی (پیاده‌سازی) Bubble Sort (implementation)

• تست واحد و ماژول unittest پایتون Unit testing and the Python unittest module

• مرتب‌سازی حبابی (تست) Bubble Sort (testing)

• یک مجموعه تست جامع‌تر A more comprehensive test suite

• بهینه‌سازی مرتب‌سازی حبابی A Bubble Sort optimization

• الگوریتم‌های مرتب‌سازی پایدار در مقابل ناپایدار Stable vs Unstable sort algorithms

• مرتب‌سازی انتخابی (تئوری) Selection Sort (theory)

• مرتب‌سازی انتخابی (پیاده‌سازی) Selection Sort (implementation)

• مرتب‌سازی انتخابی (تست) Selection Sort (testing)

• مرتب‌سازی درج (تئوری) Insertion Sort (theory)

• مرتب‌سازی درج (پیاده‌سازی) Insertion Sort (implementation)

• مرتب‌سازی درج (تست) Insertion Sort (testing)

• مرتب‌سازی درج (پیاده‌سازی جایگزین) Insertion Sort (alternative implementation)

• مرتب‌سازی شل (تئوری) Shell Sort (theory)

• مرتب‌سازی شل (پیاده‌سازی) Shell Sort (implementation)

• بازگشت (Recursion) Recursion

• بررسی گام‌به‌گام بازگشت Recursion walkthrough

• مرتب‌سازی ادغامی (تئوری - مرحله تقسیم) Merge Sort (theory - splitting phase)

• مرتب‌سازی ادغامی (تئوری - مرحله ادغام) Merge Sort (theory - merging phase)

• مرتب‌سازی ادغامی (پیاده‌سازی) Merge Sort (implementation)

• مرتب‌سازی ادغامی (ادغام) Merge Sort (merging)

• مرتب‌سازی ادغامی (تکمیل ادغام) Merge Sort (completing the merge)

• مرتب‌سازی ادغامی (تشخیصی) Merge Sort (diagnostic)

• مرتب‌سازی سریع (تئوری) Quick Sort (theory)

• مرتب‌سازی سریع (پیاده‌سازی) Quick Sort (implementation)

• مرتب‌سازی سریع (تست) Quick Sort (testing)

• مرتب‌سازی شمارشی (تئوری) Counting Sort (theory)

• مرتب‌سازی شمارشی (پیاده‌سازی) Counting Sort (implementation)

• مرتب‌سازی شمارشی (تست) Counting Sort (testing)

• مرتب‌سازی شمارشی پایدار (تئوری) Stable Counting Sort (theory)

• مرتب‌سازی شمارشی پایدار (پیاده‌سازی) Stable Counting Sort (implementation)

• مرتب‌سازی شمارشی پایدار (نکات) Stable Counting Sort (notes)

• مرتب‌سازی رادیکس (تئوری) Radix Sort (theory)

• مرتب‌سازی رادیکس (پیاده‌سازی) Radix Sort (implementation)

• مرتب‌سازی رادیکس (مقادیر منفی) Radix Sort (negative values)

• مرتب‌سازی با استفاده از توابع داخلی پایتون Sorting using the Python built-in function

• چالش الگوریتم‌های مرتب‌سازی شماره ۱ Sort Algorithms Challenge #1

• راهکار چالش مرتب‌سازی شماره ۱ Sort Algorithms Solution #1

• چالش الگوریتم‌های مرتب‌سازی شماره ۲ Sort Algorithms Challenge #2

• راهکار چالش مرتب‌سازی شماره ۲ Sort Algorithms Solution #2

• چالش الگوریتم‌های مرتب‌سازی شماره ۳ Sort Algorithms Challenge #3

• راهکار چالش مرتب‌سازی شماره ۳ Sort Algorithms Solution #3

• چالش الگوریتم‌های مرتب‌سازی شماره ۴ Sort Algorithms Challenge #4

• راهکار چالش مرتب‌سازی شماره ۴ Sort Algorithms Solution #4

• جمع‌بندی Summary

لیست‌ها Lists

• مقدمه‌ای بر لیست‌ها Introduction to lists

• لیست‌های پیوندی یک‌طرفه (تئوری) Singly Linked Lists (theory)

• لیست‌های پیوندی یک‌طرفه (پیاده‌سازی) Singly Linked Lists (implementation)

• انواع داده انتزاعی و پروتکل‌ها Abstract Data Types and Protocols

• کلاس پایه انتزاعی (ABC) Abstract Base Class

• کلاس Protocol The Protocol class

• جفت‌شدگی - ABC در مقابل Protocol Coupling - ABC versus Protocol

• لیست پیوندی به عنوان یک توالی Linked List as a Sequence

• لیست‌های پیوندی دو‌طرفه (تئوری) Doubly Linked Lists (theory)

• لیست‌های پیوندی دو‌طرفه (پیاده‌سازی) Doubly Linked Lists (implementation)

• راهکار چالش معکوس‌سازی Reversed challenge solution

• حذف از لیست پیوندی دو‌طرفه Deleting from a doubly linked list

• حذف از انتهای لیست Deleting from the tail

• حذف از وسط لیست Deleting from the middle of the list

• درج در انتهای لیست Inserting at the end of the list

• درج در وسط لیست Inserting in the middle of the list

• بهینه‌سازی متد getitem Optimising the getitem method

• چالش لیست‌ها شماره ۱ Lists Challenge #1

• راهکار چالش لیست‌ها شماره ۱ Lists Solution #1

• چالش لیست‌ها شماره ۲ Lists Challenge #2

• راهکار چالش لیست‌ها شماره ۲ Lists Solution #2

• چالش لیست‌ها شماره ۳ Lists Challenge #3

• راهکار چالش لیست‌ها شماره ۳ Lists Solution #3

• جمع‌بندی Summary

متدهای جادویی (Magic methods) Magic methods

• مقدمه‌ای بر متدهای جادویی پایتون Introduction to Python's "magic methods"

• متد __getattribute__ The __getattribute__ method

• دیکشنری بدون حساسیت به حروف کوچک و بزرگ Case-insensitive dictionary

• مقایسه __getattribute__ و __getattr__ __getattribute__ and __getattr__

• پیاده‌سازی یک آرایه با قابلیت تغییر اندازه Implementing a resizable array

• مقداردهی اولیه و گسترش یک توالی Initialising and extending a sequence

• متد reverse The reverse method

• پیمایش یک لیست پیوندی دو‌طرفه Traversing a doubly linked list

• راهکار چالش متد count، به علاوه __contains__ و index Solution to the count method challenge, plus __contains__ and index

• تست برای برابری Testing for equality

• متد __setitem__ __setitem__

• برش‌ها و کلاس slice Slices and the slice class

• برش زدن لیست پیوندی ما Slicing our linked list

• حذف یک برش Deleting a slice

• تکمیل کد __delitem__ Finishing the __delitem__ code

• مقداردهی به یک برش Assigning to a slice

• پیاده‌سازی slice در __setitem__ Implementing slice in __setitem__

• تکمیل __setitem__ Finishing __setitem__

• یک مورد خاص و عجیب A strange edge case

• متدهای سربارگذاری عملگر (Operator overloading) Operator overloading methods

• عملوندهای منعکس شده Reflected operands

• متدهای __imul__، __add__ و __iadd__ __imul__, __add__, and __iadd__

• رفتارهای عجیب و یک باگ Strange behaviour and a bug

• تست‌های واحد سورس پایتون Python source unit tests

• جمع‌بندی بخش Section summary

پشته‌ها (Stacks) Stacks

• مقدمه‌ای بر پشته‌ها (Stacks) Introduction to stacks

• پشته‌ها (تئوری) Stacks (Theory)

• پیاده‌سازی پشته با استفاده از list Stack Implementation – list

• مفهوم __slots__ و چالش پشته لیست پیوندی __slots__ and Linked List Stack Challenge

• راهکار چالش لیست پیوندی Linked List Challenge Solution

• مدیریت حافظه پایه (Heap و Stack) Basic memory management (the heap and the stack)

• پیاده‌سازی پشته با استفاده از array Stack Implementation – array

• جمع‌بندی پشته‌ها Stacks Summary

صف‌ها و دک‌ها (Queues and deques) Queues and deques

• مقدمه‌ای بر صف‌ها (Queues) Introduction to queues

• راهکار چالش صف لیست پیوندی Linked List Queue challenge solution

• تایپ‌گذاری Self Self type annotation

• پیاده‌سازی صف با استفاده از array Queue implementation – array

• ژنریک‌ها (Generics) در پایتون Generics in Python

• تئوری صف حلقوی Circular queue theory

• پیاده‌سازی صف حلقوی Circular queue implementation

• تست کلاس CircularQueue Testing the CircularQueue class

• تئوری دک (Deque) Deque theory

• تمرین ۷.۱: آرایه دک Exercise 7.1 Deque array

• پیاده‌سازی دک با آرایه Deque implementation - array

• تمرین ۷.۲: آرایه حلقوی دک Exercise 7.2 Deque circular array

• پیاده‌سازی دک با آرایه حلقوی Deque implementation - circular array

• تمرین ۷.۳: لیست پیوندی دک Exercise 7.3 Deque linked list

• پیاده‌سازی دک با لیست پیوندی Deque implementation - linked list

• تست پیاده‌سازی‌های دک Testing the deque implementations

• کلاس‌های Queue و Deque در پایتون Python Queue and Deque classes

• صف‌ها و چندنخی (Multi-threading) Queues and multi-threading

• ویجت‌های GUI The GUI widgets

• صف‌ها در کتابخانه استاندارد پایتون Queues in the Python standard library

• جمع‌بندی Summary

جداول هش (Hash Tables) Hash Tables

• مقدمه‌ای بر جداول هش Hash tables introduction

• هش‌ها، توابع هش و هشینگ Hashes, hash functions and hashing

• پیاده‌سازی HashTable با آرایه HashTable array implementation

• تست SimpleHashTable ما Testing our SimpleHashTable

• آدرس‌دهی باز - کاوش خطی (Linear probing) Open addressing – linear probing

• پیاده‌سازی کاوش خطی Linear probing implementation

• تست کاوش خطی Linear probing – testing

• حذف آیتم‌ها - تئوری Removing items – theory

• حذف آیتم‌ها - پیاده‌سازی با پرچم (flag) Removing items – flag implementation

• تست متد pop Testing the pop method

• ارجاعات ضعیف (Weak references) Weak references

• کال‌بک ارجاع ضعیف Weak reference callback

• زنجیره‌ای کردن (Chaining) Chaining

• تابع هش داخلی Built-in hash function

• نگاشت‌های پایتون (همان جداول هش) Python mappings (a.k.a. hash tables)

• مرتب‌سازی سطل (Bucket sort) - تئوری Bucket sort (theory)

• مرتب‌سازی سطل - پیاده‌سازی Bucket sort (implementation)

• تمرین ۸.۱: مرتب‌سازی درج برای لیست پیوندی دو‌طرفه Exercise 8.1 Insertion sort for a doubly linked list

• مرتب‌سازی درج برای لیست پیوندی دو‌طرفه Insertion sort for a doubly linked list

• استفاده از Bucket Sort برای مرتب‌سازی آدرس‌ها Using Bucket Sort to sort addresses

• هش‌های امن و ماژول hashlib Secure hashes and the hashlib module

• جمع‌بندی Summary

الگوریتم‌های جستجو Search Algorithms

• مقدمه Introduction

• الگوریتم جستجوی خطی Linear search algorithm

• الگوریتم جستجوی دودویی (تئوری) Binary search algorithm (theory)

• پیاده‌سازی تکرار شونده جستجوی دودویی Iterative Binary search implementation

• پیاده‌سازی بازگشتی جستجوی دودویی Recursive Binary Search implementation

• جمع‌بندی Summary

درخت‌ها Trees

• مقدمه و تئوری Introduction and theory

• درخت‌های جستجوی دودویی (BST - تئوری) Binary Search Trees (theory)

• واژه‌نامه اصطلاحات درخت دودویی Glossary of binary tree terms

• پیاده‌سازی BST - درج و پیمایش Binary Search Tree implementation – insertion and traversal

• تمرین ۱۰.۵: تمرین مینیمم و ماکسیمم Exercise 10.5 Min and max exercise

• راهکارهای تمرین مینیمم و ماکسیمم Min and max exercise solutions

• پیمایش یک درخت دودویی (تئوری) Traversing a binary tree (theory)

• پیمایش یک درخت دودویی Traversing a binary tree

• کپسوله‌سازی TreeNode در کلاس BinaryTree Encapsulating our TreeNode in a BinaryTree class

• درج و پیمایش تکرار شونده Iterative insertion and traversal

• ترسیم نمودار درخت با Graphviz Creating tree diagrams with Graphviz

• حذف گره‌ها از درخت دودویی (تئوری) Deleting nodes from a binary tree (theory)

• حذف گره به صورت تکرار شونده Delete node iteratively

• حذف گره به صورت بازگشتی Delete node recursively

• توضیح حذف بازگشتی Recursive delete explained

• جستجو در درخت جستجوی دودویی Searching a binary search tree

• درخت‌های خود‌متعادل (Self-balancing) Self-balancing trees

• درخت‌های قرمز-سیاه Red-black trees

• درج در درخت قرمز-سیاه - الگوریتم Inserting into a red-black tree – the algorithm

• درج در درخت قرمز-سیاه - کدنویسی Inserting into a red-black tree – the code

• تکمیل کد درج Completing the insert code

• حذف از درخت قرمز-سیاه Deleting from a red-black tree

• جمع‌بندی Summary

هیپ‌ها (Heaps) Heaps

• مقدمه‌ای بر هیپ‌ها (Heaps) Introduction to heaps

• ذخیره‌سازی هیپ‌ها به صورت آرایه Storing heaps as arrays

• عملیات Heap push (درج) Heap push (insert)

• تئوری Heap pop (حذف) Heap pop (delete) theory

• پیاده‌سازی Heap pop (حذف) Heap pop (delete) implementation

• عملیات push_pop و replace Heap push_pop and replace

• متد heapify heapify

• مرتب‌سازی هیپ (تئوری) Heapsort (theory)

• مرتب‌سازی هیپ (پیاده‌سازی) Heapsort (implementation)

• ماژول heapq در کتابخانه استاندارد پایتون heapq in the Python standard library

• جمع‌بندی Summary

اطلاعات تکمیلی، سورس کد و سایر موارد Extra Information - Source code, and other stuff

• سورس کدها Source Codes

• درس جایزه و اطلاعات تکمیلی Bonus Lecture and Information