فلش‌کارت‌های آموزشی ساختارهای داده تغییرناپذیر (Immutable Data Structures)

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره ساختارهای داده تغییرناپذیر (Immutable Data Structures)

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: برنامه‌نویسی تابعی (Functional Programming)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر پارادایم‌های برنامه‌نویسی
• 2. برنامه‌نویسی دستوری در مقابل برنامه‌نویسی اعلانی
• 3. اصول کلیدی برنامه‌نویسی تابعی (Functional Programming)
• 4. توابع خالص (Pure Functions) و اثرات جانبی (Side Effects)
• 5. مفهوم تغییرناپذیری (Immutability) چیست؟
• 6. داده‌های تغییرپذیر (Mutable) در مقابل تغییرناپذیر (Immutable)
• 7. مزایای تغییرناپذیری: پیش‌بینی‌پذیری و ایمنی کد
• 8. چالش‌های تغییرناپذیری: سربار حافظه و عملکرد
• 9. ارتباط بین توابع خالص و داده‌های تغییرناپذیر
• 10. شفافیت ارجاعی (Referential Transparency)
• 11. توابع درجه یک (First-Class Functions) و توابع عالی‌تر (Higher-Order Functions)
• 12. اهمیت تغییرناپذیری در برنامه‌نویسی همزمان (Concurrent Programming)
• 13. مفهوم کلیدی: اشتراک‌گذاری ساختاری (Structural Sharing)
• 14. چگونه اشتراک‌گذاری ساختاری حافظه را بهینه می‌کند؟
• 15. ساختار داده لیست پیوندی تغییرناپذیر (Immutable Linked List)
• 16. عملگر Cons: ساخت لیست به صورت بازگشتی
• 17. توابع Head و Tail برای پیمایش لیست
• 18. افزودن یک عنصر به ابتدای لیست (Prepending)
• 19. "تغییر" لیست: ساخت یک کپی جدید با اشتراک‌گذاری
• 20. افزودن عنصر به انتهای لیست: چالش عملکرد
• 21. بازگشت (Recursion): ابزار اصلی کار با داده‌های تغییرناپذیر
• 22. بهینه‌سازی فراخوانی دمی (Tail Call Optimization)
• 23. الگوی تطبیق (Pattern Matching) برای کار با ساختارها
• 24. تابع `map`: اعمال یک تابع بر روی هر عنصر لیست
• 25. تابع `filter`: انتخاب عناصر بر اساس یک شرط
• 26. تابع `reduce` یا `fold`: تجمیع مقادیر یک ساختار
• 27. تفاوت `foldLeft` و `foldRight` و کاربردهای آن‌ها
• 28. پشته (Stack) تغییرناپذیر: پیاده‌سازی با لیست
• 29. عملیات Push و Pop در پشته تغییرناپذیر
• 30. صف (Queue) تغییرناپذیر: یک پیاده‌سازی ساده و چالش‌های آن
• 31. پیاده‌سازی صف کارآمد با دو لیست (Two-List Queue)
• 32. وکتور (Vector) یا آرایه تغییرناپذیر
• 33. مقایسه لیست پیوندی و وکتور تغییرناپذیر
• 34. عملکرد دسترسی تصادفی در وکتور
• 35. عملکرد افزودن به انتهای وکتور (Appending)
• 36. پیاده‌سازی وکتور با درخت‌های عریض (Tries/Trees)
• 37. مقدمه‌ای بر درخت‌ها و مفاهیم پایه
• 38. درخت دودویی جستجو (Binary Search Tree) تغییرناپذیر
• 39. درج (Insertion) در یک BST تغییرناپذیر
• 40. حذف (Deletion) در یک BST تغییرناپذیر
• 41. مشکل عدم توازن در درخت‌های دودویی
• 42. مقدمه‌ای بر درخت‌های متوازن (Self-Balancing Trees)
• 43. درخت AVL تغییرناپذیر
• 44. درخت قرمز-سیاه (Red-Black Tree) تغییرناپذیر
• 45. پیمایش درخت به صورت تغییرناپذیر: In-order, Pre-order, Post-order
• 46. نقشه یا دیکشنری (Map/Dictionary) تغییرناپذیر
• 47. پیاده‌سازی نقشه با استفاده از BST متوازن
• 48. عملیات افزودن، به‌روزرسانی و حذف در نقشه
• 49. نقشه‌های Hash Array Mapped Trie (HAMT)
• 50. جزئیات پیاده‌سازی HAMT برای نقشه‌ها و وکتورهای کارآمد
• 51. مجموعه (Set) تغییرناپذیر
• 52. پیاده‌سازی مجموعه با استفاده از نقشه یا درخت
• 53. عملیات اجتماع، اشتراک و تفاضل در مجموعه‌های تغییرناپذیر
• 54. ساختار داده هیپ (Heap) تغییرناپذیر
• 55. پیاده‌سازی صف اولویت (Priority Queue) با هیپ
• 56. ارزیابی کند (Lazy Evaluation) چیست؟
• 57. ایجاد داده‌ساختارهای بی‌نهایت با ارزیابی کند
• 58. مفهوم Stream یا Sequence کند
• 59. توابع `take`, `drop`, `zip` روی ساختارهای کند
• 60. یادداشت‌گذاری (Memoization) و تاثیر آن بر عملکرد
• 61. مفهوم پایداری (Persistence) در داده‌ساختارها
• 62. تفاوت پایداری جزئی، کامل و همزمان
• 63. ساختار داده Trie (Prefix Tree) تغییرناپذیر
• 64. کاربردهای Trie: تکمیل خودکار و غلط‌یاب املایی
• 65. داده ساختارهای Zipper برای پیمایش و به‌روزرسانی متمرکز
• 66. کار با ساختارهای تودرتو (Nested Structures)
• 67. چالش به‌روزرسانی داده‌های تودرتو به صورت تغییرناپذیر
• 68. مقدمه‌ای بر لنزها (Lenses)
• 69. لنزها: راهی برای دسترسی و به‌روزرسانی داده‌های تودرتو
• 70. اصول کار با لنزها: `view`, `set`, `over`
• 71. ترکیب لنزها (Composition) برای دسترسی به اعماق ساختار
• 72. پیاده‌سازی یک کتابخانه لنز ساده
• 73. تحلیل سرشکن (Amortized Analysis) عملیات
• 74. تحلیل عملکرد افزودن به وکتور پایدار
• 75. نقش زباله‌روب (Garbage Collector) در مدیریت حافظه
• 76. انواع زباله‌روب‌ها و تاثیرشان بر برنامه‌های تابعی
• 77. داده‌ساختارهای گذرا (Transient Data Structures)
• 78. چه زمانی از ساختارهای گذرا برای بهینه‌سازی استفاده کنیم؟
• 79. الگوی Builder برای ساختارهای پیچیده
• 80. مقایسه عملکرد: داده‌های تغییرپذیر در مقابل تغییرناپذیر
• 81. اندازه‌گیری (Benchmarking) عملیات روی ساختارهای تغییرناپذیر
• 82. تاثیرات کش پردازنده (CPU Cache) بر عملکرد
• 83. مبادله بین زمان و حافظه (Time-Memory Tradeoff)
• 84. ایمنی در برنامه‌نویسی موازی (Parallelism) بدون قفل (Lock)
• 85. مدیریت حالت (State Management) در رابط کاربری
• 86. معماری Elm و Redux: الهام از داده‌های تغییرناپذیر
• 87. پیاده‌سازی قابلیت Undo/Redo با لیست تغییرناپذیر از حالت‌ها
• 88. الگوی منبع‌یابی رویداد (Event Sourcing)
• 89. پایگاه‌های داده تغییرناپذیر و Append-Only
• 90. مقایسه کتابخانه‌های معروف: Immutable.js, Immer.js
• 91. مقایسه ساختارهای داده داخلی زبان‌های تابعی (Clojure, F#, Scala)
• 92. عملگر `flatMap` یا `bind` و کاربرد آن در کار با ساختارها
• 93. مفهوم Monoid و ارتباط آن با عملیات `fold`
• 94. الگوریتم‌های مرتب‌سازی در بستر تغییرناپذیر (مانند Merge Sort)
• 95. الگوریتم‌های جستجو روی ساختارهای داده تغییرناپذیر
• 96. الگوهای طراحی تابعی با ساختارهای تغییرناپذیر
• 97. ترکیب ساختارها برای حل مسائل واقعی
• 98. مطالعه موردی ۱: پیاده‌سازی یک ویرایشگر متن ساده
• 99. مطالعه موردی ۲: مدیریت حالت یک بازی شطرنج
• 100. مطالعه موردی ۳: تحلیل داده‌های یک لاگ فایل بزرگ