**مقاله: ۱۲۰ مسئله در زبان برنامه‌نویسی C++ به همراه حل آن**
### مقدمه
زبان برنامه‌نویسی C++ یکی از قدرتمندترین و پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی است که از سال ۱۹۸۳ توسط بی‌جرن استراس‌تروپ توسعه داده شده است. این زبان به دلیل پشتیبانی از برنامه‌نویسی شیءگرا، کارایی بالا و انعطاف‌پذیری، در حوزه‌های مختلفی از جمله توسعه نرم‌افزار، بازی‌سازی، سیستم‌عامل‌ها و هوش مصنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یادگیری C++ نیازمند تمرین مداوم و حل مسائل مختلف است. در این مقاله، به بررسی ۱۲۰ مسئله در C++ به همراه حل آن‌ها می‌پردازیم.
---
### ساختار مقاله
1. **مقدمه‌ای بر C++**
2. **طبقه‌بندی مسائل**
3. **حل چند مسئله نمونه**
4. **چالش‌های رایج در حل مسائل**
5. **نتیجه‌گیری**
---
### ۱. مقدمه‌ای بر C++
C++ یک زبان برنامه‌نویسی چندمنظوره است که از ویژگی‌های زبان C بهره می‌برد و به آن قابلیت‌های شیءگرایی اضافه شده است. این زبان شامل مفاهیمی مانند کلاس‌ها، اشیاء، وراثت، چندریختی و قالب‌ها (Templates) است. برای تسلط بر این زبان، لازم است برنامه‌نویس با ساختمان داده‌ها، الگوریتم‌ها و مفاهیم پایه‌ای برنامه‌نویسی آشنا باشد.
---
### ۲. طبقه‌بندی مسائل
مسائل در C++ می‌توانند بر اساس موضوعات مختلفی طبقه‌بندی شوند. در ادامه، برخی از مهم‌ترین دسته‌بندی‌ها را معرفی می‌کنیم:
- **مسائل مرتبط با ورودی/خروجی**: شامل خواندن و نوشتن اطلاعات از و به صفحه نمایش.
- **مسائل محاسباتی**: شامل عملیات ریاضی، محاسبه فاکتوریل، توان، و غیره.
- **مسائل مرتبط با ساختمان داده‌ها**: شامل آرایه‌ها، لیست‌ها، پشته‌ها، صف‌ها و درخت‌ها.
- **مسائل مرتبط با رشته‌ها**: شامل جستجو، جایگزینی و دستکاری رشته‌ها.
- **مسائل الگوریتمی**: شامل مرتب‌سازی، جستجو و حل مسائل بازگشتی.
- **مسائل شیءگرایی**: شامل طراحی کلاس‌ها، اشیاء و استفاده از ویژگی‌های شیءگرایی.
---
### ۳. حل چند مسئله نمونه
#### مسئله ۱: محاسبه مجموع اعداد از ۱ تا N
**صفحه اصلی مسئله**:
برنامه‌ای بنویسید که عددی را از کاربر دریافت کرده و مجموع اعداد از ۱ تا آن عدد را محاسبه کند.
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int n, sum = 0;
cout << "Enter a number: ";
cin >> n;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
sum += i;
}
cout << "Sum of numbers from 1 to " << n << " is: " << sum << endl;
return 0;
}
```
**توضیحات**:
در این برنامه، از یک حلقه `for` برای محاسبه مجموع استفاده شده است. کاربر عدد مورد نظر را وارد می‌کند و برنامه مجموع اعداد از ۱ تا آن عدد را محاسبه و نمایش می‌دهد.
---
#### مسئله ۲: تشخیص عدد اول
**صفحه اصلی مسئله**:
برنامه‌ای بنویسید که یک عدد را از کاربر دریافت کرده و مشخص کند که آیا این عدد اول است یا خیر.
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
bool isPrime(int num) {
if (num <= 1) return false;
for (int i = 2; i * i <= num; i++) {
if (num % i == 0) return false;
}
return true;
}
int main() {
int n;
cout << "Enter a number: ";
cin >> n;
if (isPrime(n)) {
cout << n << " is a prime number." << endl;
} else {
cout << n << " is not a prime number." << endl;
}
return 0;
}
```
**توضیحات**:
تابع `isPrime` بررسی می‌کند که آیا عدد ورودی اول است یا خیر. اگر عدد کوچک‌تر یا مساوی ۱ باشد، اول نیست. در غیر این صورت، برنامه با استفاده از یک حلقه `for` بررسی می‌کند که آیا عدد بر هیچ عددی بین ۲ تا ریشه دوم آن بخش‌پذیر است یا خیر.
---
#### مسئله ۳: مرتب‌سازی آرایه
**صفحه اصلی مسئله**:
برنامه‌ای بنویسید که یک آرایه از اعداد را از کاربر دریافت کرده و آن را به صورت صعودی مرتب کند.
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main() {
int n;
cout << "Enter the size of the array: ";
cin >> n;
vector<int> arr(n);
cout << "Enter " << n << " elements: ";
for (int i = 0; i < n; i++) {
cin >> arr[i];
}
sort(arr.begin(), arr.end());
cout << "Sorted array: ";
for (int i = 0; i < n; i++) {
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
```
**توضیحات**:
در این برنامه، از تابع `sort` کتابخانه `<algorithm>` برای مرتب‌سازی آرایه استفاده شده است. کاربر ابتدا اندازه آرایه و سپس عناصر آن را وارد می‌کند.
---
### ۴. چالش‌های رایج در حل مسائل
- **مدیریت حافظه**: استفاده نادرست از اشاره‌گرها و حافظه پویا می‌تواند منجر به خطاهایی مانند Segmentation Fault شود.
- **خطاهای منطقی**: برخلاف خطاهای نحوی (Syntax Errors)، خطاهای منطقی به سختی قابل تشخیص هستند.
- **بهینه‌سازی کد**: برای مسائل پیچیده، بهینه‌سازی کد ضروری است تا زمان اجرا کاهش یابد.
---
### ۵. نتیجه‌گیری
حل ۱۲۰ مسئله در C++ نه تنها به تقویت مهارت‌های برنامه‌نویسی کمک می‌کند، بلکه افراد را با چالش‌های مختلفی که در دنیای واقعی با آن‌ها مواجه می‌شوند آشنا می‌کند. با تمرین مداوم و حل مسائل متنوع، می‌توان به تسلط کامل بر این زبان قدرتمند رسید.
---
### پیشنهادات برای مطالعه بیشتر
- کتاب "The C++ Programming Language" نوشته بی‌جرن استراس‌تروپ
- وب‌سایت‌هایی مانند LeetCode، HackerRank و Codeforces برای تمرین مسائل برنامه‌نویسی
- دوره‌های آنلاین مرتبط با C++ در پلتفرم‌های Udemy و Coursera