الشفرة الزائفة

في علوم الحاسوب ، تُعرَّف الشفرة الزائفة بأنها وصف لخطوات الخوارزمية باستخدام مزيج من اصطلاحات لغات البرمجة (مثل عامل التخصيص ، وعامل الشرط ، والحلقة التكرارية ) مع تدوين غير رسمي، عادةً ما يكون واضحًا بذاته، للإجراءات والشروط. ^{[ 1 ] [ 2 ]} على الرغم من أن الشفرة الزائفة تشترك في بعض الخصائص مع لغات البرمجة العادية ، إلا أنها مصممة للقراءة البشرية وليست للتحكم الآلي. عادةً ما تُغفل الشفرة الزائفة التفاصيل الضرورية لتنفيذ الخوارزمية آليًا، مما يعني أنه لا يمكن التحقق منها إلا يدويًا. ^{[ 3 ]} تُضاف إلى لغة البرمجة تفاصيل وصفية بلغة طبيعية ، عند الاقتضاء، أو تدوين رياضي مُختصر . تكمن أسباب استخدام الشفرة الزائفة في سهولة فهمها من قِبل البشر مقارنةً بشفرة لغات البرمجة التقليدية، وفي كونها وصفًا فعالًا ومستقلًا عن البيئة للمبادئ الأساسية للخوارزمية. تُستخدم الشفرة الزائفة بشكل شائع في الكتب الدراسية والمنشورات العلمية لتوثيق الخوارزميات وفي تخطيط البرامج والخوارزميات الأخرى.

لا يوجد معيار عام لبنية الشفرة الزائفة ، لأن البرنامج المكتوب بها ليس برنامجًا تنفيذيًا؛ ومع ذلك، توجد بعض المعايير المحدودة (مثل تلك المستخدمة في التقييم الأكاديمي). تشبه الشفرة الزائفة البرامج الهيكلية ، التي يمكن تجميعها دون أخطاء. يمكن اعتبار مخططات التدفق ، ومخططات دراكون، ومخططات لغة النمذجة الموحدة (UML) بديلاً رسوميًا للشفرة الزائفة، لكنها تتطلب مساحة أكبر على الورق. تعمل لغات مثل HAGGIS على سد الفجوة بين الشفرة الزائفة والبرمجيات المكتوبة بلغات البرمجة.

تُستخدم الشفرة الزائفة بشكل شائع في الكتب الدراسية والمنشورات العلمية المتعلقة بعلوم الحاسوب والحساب العددي لوصف الخوارزميات بطريقة يسهل فهمها للمبرمجين بغض النظر عن مدى إلمامهم بلغات البرمجة المحددة. غالبًا ما تتضمن الكتب الدراسية مقدمة تشرح الاصطلاحات المستخدمة، وقد تصل تفاصيل الشفرة الزائفة أحيانًا إلى مستوى تفاصيل لغات البرمجة الرسمية.

يبدأ المبرمجون عادةً بتنفيذ خوارزمية غير مألوفة بصياغتها بلغة شبه رمزية، ثم ترجمتها إلى لغة برمجة مع تكييفها لتناسب البرنامج الأكبر. يبدأ هذا النهج الهيكلي من أعلى إلى أسفل غالبًا برسم تخطيطي لشبه رمز يتم تحسينه ليصبح رمزًا قابلاً للتنفيذ. تُستخدم الشفرة الزائفة أيضًا في التقييس؛ فعلى سبيل المثال، تعتمد معايير MPEG على شفرة زائفة رسمية شبيهة بلغة C ، ولا يمكن فهم هذه المعايير دون استيعاب تفاصيل الشفرة. ^{[ 4 ]}

لا يلتزم الكود الزائف عمومًا بقواعد بناء الجملة لأي لغة برمجة محددة؛ إذ لا يوجد شكل قياسي منهجي. يستعير بعض المبرمجين أسلوبًا وبناء جملة من هياكل التحكم في بعض لغات البرمجة التقليدية، مع أن هذا غير مستحسن. ^{[ 5 ] [ 6 ]} تشمل بعض مصادر بناء الجملة لغات مثل فورتران ، وباسكال ، وبيسيك ، وسي ، وسي++ ، وجافا ، وليسب ، وألغول . عادةً ما تُحذف تعريفات المتغيرات. غالبًا ما تُستبدل استدعاءات الدوال وكتل التعليمات البرمجية، مثل التعليمات البرمجية الموجودة داخل حلقة تكرارية، بجملة واحدة من اللغة الطبيعية.

وبالتالي، قد يختلف أسلوب الشفرة الزائفة اختلافاً كبيراً باختلاف الكاتب، بدءاً من تقليد شبه دقيق للغة برمجة حقيقية في أحد طرفي النقيض، وصولاً إلى وصف يقترب من النثر المنسق في الطرف الآخر.

تُتيح هذه المرونة مزايا وعيوبًا كبيرة: فمن ناحية المزايا، لا توجد لغة برمجة قابلة للتنفيذ "تُضاهي سهولة ابتكار بنيات جديدة حسب الحاجة، وترك القارئ يحاول استنتاج معناها من خلال شروحات غير رسمية"، ومن ناحية العيوب، "عادةً ما يكون الكود غير المختبر غير صحيح". ^{[ 7 ]}

الإجراء fizzbuzz ؛ من أجل i := 1 إلى 100 ، اطبع_الرقم : = صحيح ؛ إذا كان i يقبل القسمة على 3 ، فابدأ بطباعة " Fizz " ؛ اطبع_الرقم : = خطأ ؛ نهاية ؛ إذا كان i يقبل القسمة على 5 ، فابدأ بطباعة " Buzz " ؛ اطبع_الرقم := خطأ ؛ نهاية ؛ إذا كان طباعة_الرقم صحيحًا ، اطبع i ؛ اطبع سطرًا جديدًا ؛ نهاية

fizzbuzz () { for ( i = 1 ; i <= 100 ; i ++ ) { print_number = true ; if ( i is divisible by 3 ) { print "Fizz" ; print_number = false ; } if ( i is divisible by 5 ) { print "Buzz" ; print_number = false ; } if ( print_number ) print i ; print a newline ; } }

دالة fizzbuzz (): for i in range ( 1 , 101 ): print_number = true if i is divisible by 3 : print "Fizz" print_number = false if i divisible by 5 : print " Buzz" print_number = false if print_number : print i print سطر جديد

في الحساب العددي ، غالبًا ما تتألف الشفرة الزائفة من رموز رياضية ، عادةً من نظرية المصفوفات والمجموعات ، ممزوجة بهياكل التحكم للغة برمجة تقليدية، وربما أيضًا أوصاف بلغة طبيعية . هذه رموز مختصرة وغير رسمية في كثير من الأحيان، يمكن فهمها من قبل شريحة واسعة من الأشخاص ذوي الخلفية الرياضية، وتُستخدم بكثرة لوصف الخوارزميات الرياضية . على سبيل المثال، قد يُمثل عامل الجمع ( رمز سيجما الكبير ) أو عامل الضرب ( رمز باي الكبير ) حلقة تكرارية وبنية اختيار في تعبير واحد.

يعود${\displaystyle \sum _{k\in S}x_{k}}$

عادةً ما يتم استخدام الطباعة غير ASCII للمعادلات الرياضية، على سبيل المثال عن طريق لغات الترميز، مثل TeX أو MathML ، أو محررات الصيغ الخاصة .

يُشار أحيانًا إلى الشفرة الزائفة ذات الطابع الرياضي باسم شفرة البيدجين ، على سبيل المثال لغة البيدجين ALGOL (أصل المفهوم)، ولغة البيدجين Fortran ، ولغة البيدجين BASIC ، ولغة البيدجين Pascal ، ولغة البيدجين C ، ولغة البيدجين Lisp .

خوارزمية فورد-فولكرسون هي المدخلات: الرسم البياني G بسعة تدفق c ، عقدة المصدر s ، مخرج عقدة المصب t : التدفق f بحيث يكون f أقصى قيمة له من s إلى t(لاحظ أن f (u,v) هو التدفق من العقدة u إلى العقدة v، و c (u,v) هي سعة التدفق من العقدة u إلى العقدة v)لكل حافة ( u , v ) في G ∈ E، اجعل f ( u , v ) ← 0، و f ( v , u ) ← ​​0. طالما يوجد مسار p من s إلى t في الشبكة المتبقية G f، ليكن c f سعة التدفق للشبكة المتبقية G f، c f ( p ) ← min{ c f ( u , v ) | ( u , v ) in p } لكل حافة ( u , v ) في p ، f ( u , v ) ← f ( u , v ) + c f ( p ) f ( v , u ) ← − f ( u , v )إرجاع f

• البرمجة المفاهيمية
• مخطط دراكون
• مخطط انسيابي
• برمجة قائمة على الأدب
• لغة تصميم البرامج
• رمز مختصر
• اللغة الإنجليزية المنظمة

• زوبل، جاستن (2013). "الخوارزميات". الكتابة لعلوم الحاسوب (  الطبعة الثانية). سبرينغر. ISBN 978-1-85233-802-2.
• روي، جيفري ج. (2006). "تصميم البرامج وشرحها باستخدام الشفرة الزائفة الأدبية". مجلة الموارد التعليمية في الحوسبة ، 6 (1). رابطة آلات الحوسبة (ACM): 1. doi : 10.1145/1217862.1217863 . ISSN 1531-4278 . S2CID 25810599 .  
• أولاتي-كاباليرو، برايان ألكسندر؛ بيروكال-روخاس، آلان؛ هيدالغو-سيسبيس، جيسون (25-10-2021). "الرمز الزائف المتزامن والموزع: مراجعة منهجية للأدبيات". المؤتمر السابع والأربعون للحوسبة في أمريكا اللاتينية (CLEI) لعام 2021. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). الصفحات 1-10 . doi : 10.1109/clei53233.2021.9640222 . ISBN  978-1-6654-9503-5.
• ريسيج، وولفغانغ (2007). "آلات الحالة المجردة للفصول الدراسية" . منطق لغات المواصفات . دراسات في علوم الحاسوب النظرية. سلسلة EATCS. ​​سبرينغر برلين هايدلبرغ. ص 15-46 . ISBN  978-3-540-74107-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-10-05 .
• ميتشل، جوان ل.؛ بينيباكر، ويليام ب.؛ فوج، تشاد إي.؛ ليغال، ديدييه ج. (1996). "الرمز الزائف ومخططات التدفق". معيار ضغط فيديو MPEG . نيويورك، نيويورك: سبرينغر الولايات المتحدة. ص 105-116 . doi : 10.1007/0-306-46983-9_6 . ISBN  978-0-412-08771-4.
• بيلامي، راشيل (1994-06-01). "ما وظيفة الشفرة الزائفة؟ تحليل نفسي لاستخدام الشفرة الزائفة من قبل المبرمجين ذوي الخبرة". تفاعل الإنسان مع الحاسوب . 9 (2). إنفورما المملكة المتحدة المحدودة: 225-246 . doi : 10.1207/s15327051hci0902_3 . ISSN 0737-0024 . 

• معيار الشفرة الزائفة
• مجموعة خوارزميات جمعية آلات الحوسبة ( ACM )
• إرشادات الشفرة الزائفة ، ملف PDF.