لوحة المتصدرين

لا يُنظر في عالم الحاسوب إلى شيء سوى إلى البيانات، حيث يمكنك أن تقرأ البيانات، وتُعدّلها، وتُنشِئ الجديد منها، بينما يُغفَل ذكر ما سواها، وهي متشابهة في جوهرها، إذ أنها تُخزَّن في سلاسل طويلة من البِتَّات Bits. ويُعبَّر عن البِتَّات بأي زوج من القيم، وتُكتَب عادةً بصورة الصفر والواحد، وتأخذ داخل الحاسوب أشكالًا أخرى، مثل: شحنة كهربائية عالية أو منخفضة، أو إشارة قوية أو ضعيفة، أو ربما نقطة لامعة أو باهتة على سطح قرص مدمج CD. لذلك توصَّف أيّ معلومة فريدة، في سلسلة من الأصفار والواحدات، ومن ثم تُمثَّل في بِتَّات. فمثلًا: نمثِّل العدد 13 بالبِتَّات، بالطريقة المعتمَدة في النظام العشري، إلا أنه يوجد لكل بِتّ، قيمتان فقط بدلًا من عشر قيم مختلفة، بحيث يزداد وزن كل بِتّ، ابتداءًا من اليمين إلى اليسار بمعامل العدد 2. ونحصل على البِتَّات المقابلة للعدد 13 مع بيان وزن كل بِتّ أسفل منها، كما يأتي: | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | وبذلك، مُثِّل العدد 13 بالعدد الثنائي 00001101، والذي نحصل عليه بجمع أوزان البِتّات الغير صفرية، أي بجمع: 8، و4، و1. القيم تخيّل أنّ ذاكرة الحاسوب بحر تتكوّن ذراته من بِتَّات صغيرة جدًا بدلًا من ذرّات الماء، حتى أنها أشبه بمحيط كبير يتكون من 30 مليار بِتّ في ذاكرته المتطايرة volatile فقط، وأكثر من هذا بكثير في ذاكرته الدائمة (الأقراص الصلبة وما شابهها). ولكي نستطيع العمل مع هذه الأعداد الهائلة من البِتّات دون التيه في متاهة منها، فإننا نقسّمها إلى قطع كبيرة تُمثِّل أجزاءً من معلومات، وتسمّى تلك القطع في لغة جافاسكربت، بالقيم Values، ورغم أن تلك القيم تتكوّن من بِتّات، إلا أنها تختلف في وظائفها اختلافًا كبيرًا، فكل قيمة لها نوع يُحدِّد وظيفتها ودورها، فقد تكون بعض تلك القيم أعدادًا، كما قد تكون نصًّا، أو دوالًا، وهكذا. وما عليك إلا استدعاء اسم القيمة لإنشائها، دون الحاجة إلى جمع مواد لها أو شرائها، بل بمجرّد استدعاء القيمة يجعلها بين يديك. وتُخزَّن تلك القيم في الذاكرة طبعًا، إذ يجب أن تكون في مكان ما، وقد تَنفد ذاكرة الحاسوب إذا استدعيت قيمًا كثيرة، وتحدث هذه المشكلة إذا احتجت جميع القيم التي لديك دفعةً واحدة. وتتبدّد القيم، بمجرّد انتهائك من استخدامها، تاركةً خلفها البِتّات التي شغلَتها، وذلك من أجل الأجيال المستقبلية من القيم. وسنشرح في هذا الفصل، العناصر الصغيرة جدًا في برامج جافاسكربت، وهي: أنواع القيم البسيطة، والعوامل Operators التي تعمل وفقًا لهذه القيم. الأعداد تُكتب القيم من النوع العددي في جافاسكربت على هيئة أعداد، أي على النحو التالي: 13 وإذا استخدمت القيمة أعلاه في برنامج ما، فسيُنشِئ النمط البِتّي لها في ذاكرة الحاسوب، وتستخدم جافاسكربت، لتخزين قيمة عددية واحدة، عددًا ثابتًا من البِتّات، ومقداره تحديدًا 64 بِتّ، مما يجعل عدد الأنماط التي يمكن إنشاؤها بأربع وستين بِتِّ، محدودًا نوعًا ما، وعدد الأعداد المختلفة التي يمكن تمثيلها، محدودًا أيضًا، إذ يمكنك تمثيل 10N عدد باستخدام رقم N من الأرقام العشرية، كما يمكنك تمثيل 264 عدد مختلِف باستخدام 64 رقم ثنائي أيضًا، ويُترجم هذا إلى نحو 18 كوينتليون (18 أمامها 18 صفرًا) عدد. ويُعَدّ حجم ذواكر الحاسوب قديمًا، موازنَةً بالأحجام والسعات الحالية، صغيرًا للغاية، حيث استخدم الناس، لتمثيل الأعداد، مجموعات من 8-بِتّ، أو 16-بِتّ، فكان من السهل جدًا تجاوز الحد المسموح به للأعداد التي يمكن تمثيلها فيها، لينتهي الأمر بعدد لا يمكن تمثيله ضمن العدد المعطى من البِتّات. أما الآن، فتملك الحواسيب التي تضعها في جيبك، ذواكرًا كبيرةً، مما يتيح لك استخدام مجموعات من 64-بت، ولا تقلق بشأن تجاوز ذلك الحد إلا إذا تعاملت مع أعداد كبيرة جدًا. ولكن رغم ما سبق، لا يمكن تمثيل كل الأعداد الأقل من 18 كوينتليون بعدد في جافاسكربت، حيث تُخزِّن البِتّات أيضًا أعدادًا سالبة، مما يعني أنه سيُخصَّص أحد البِتّات لتمثيل إشارة العدد، والمشكلة الأكبر هنا أنه يجب أيضًا تمثيل الأعداد الكسرية، وبالتالي سيُخصَّص بِتّ آخر لموضع الفاصلة العشرية، وذلك سيقلل عدد الأعداد التي يمكن تمثيلها بجافاسكربت، إلى 9 كوادريليون عدد (15 صفرًا هذه المرة)، وتُكتب الأعداد الكسرية fractional numbers على الصورة التالية: 9.81 وتستطيع استخدام الترميز العلمي لكتابة الأعداد الكبيرة جدًا أو الصغيرة جدًا، وذلك بإضافة e (للإشارة إلى وجود أس)، متبوعةً بأس العدد، حيث يُكتَب العدد 2.998 × 108 والمساوي لـ 299,800,000، بالشكل الآتي: 2.998e8 وتُضمَن الدقة في العمليات الحسابية المستَخدَمة مع الأعداد الصحيحة integers والأصغر من العدد المذكور آنفًا -9 كوادريليون-، على عكس العمليات الحسابية المستخدَمة مع الأعداد الكسرية، فكما أنه لا يمكن تمثيل الثابت باي π بعدد محدود من الأرقام العشرية decimal digits بعد الفاصلة، فإن كثيرًا من الأعداد تفقد دقتها عند تمثيلها بأربع وستين بِتّ فقط. ولكن لا يُمثِّل هذا مشكلةً إلا في حالات محددة. ومن المهم أن تكون على دراية بهذا، وتُعامِل الأعداد الكسرية معاملةً تقريبية، وليس على أنها قيم دقيقة. العمليات الحسابية العملية الحسابية هي العملية الأساسية المستَخدَمة مع الأعداد، وتأخذ المعاملات الحسابية arithmetic operations عددان، وتُنتِج عددًا جديدًا، مثل: الجمع، والضرب؛ وتُمثَّل هذه المعاملات في جافاسكربت، كما يأتي: 100 + 4 * 11 وتُسمّى الرموز + و* بالعوامل operators، فالعامل الأول هو عامل الجمع، والعامل الثاني هو عامل الضرب، ولدينا - للطرح، و / للقسمة، وبمجرّد وضع العامل بين قيمتين، تُنفَّذ العملية الحسابية وتَنتُج قيمة جديدة، ولكن هل يعني المثال السابق أن نضيف 4 إلى 100 ونضرب النتيجة في 11، أم أن الأولوية للضرب أولًا؟ لعلّك خمّنت أن الضرب أولًا، وهذا صحيح، لكن يمكنك تغيير هذا الترتيب مثل الرياضيات، وذلك بوضع عملية الجمع بين قوسين، مما يرفع من أولوية تنفيذها، كما يأتي: (100 + 4) * 11 ويُحدَّد ترتيب تنفيذ العوامل، عند ظهورها بدون أقواس، بأولوية تلك العوامل، فكما أن الضرب في المثال السابق له أولوية على الجمع، فللقسمة أولوية الضرب ذاتها، في حين يملك الجمع والطرح أولوية بعضهما، وتُنفَّذ العوامل بالترتيب من اليسار إلى اليمين، إذا كانت في رتبة التنفيذ نفسها، فمثلًا: إذا جاء الجمع والطرح معًا، فستكون الأولوية في التنفيذ لمن يبدأ من اليسار أولًا، أي كما في المثال التالي: 1 - 2 + 1 حيث تُنفَّذ العمليات من اليسار إلى اليمين، مثل عملية الطرح بين أقواس، أي هكذا: (1 - 2) + 1 ولا تقلق كثيرًا بشأن هذه الأولويات، فلو حدث ونسيت أولويةً ما، أو أردت تحقيق ترتيب معيّن، فضعه داخل أقواس وانتهى الأمر. لدينا عامل حسابي آخر قد لا تميّزه للوهلة الأولى، وهو الرمز %، والذي يُستخدَم لتمثيل عملية الباقي remainder، فيكون X % Y هو باقي قسمة X على Y، فمثلًا: نتيجة 314 % 100 هي 14، أما نتيجة 144 % 12 فتساوي 0. وأولوية عامل الباقي هي الأولوية ذاتها للضرب والقسمة، ويُشار عادةً إلى هذا العامل باسم modulo. الأعداد الخاصة لدينا ثلاثة قيم خاصة في جافاسكربت، ننظر إليها على أنها أعداد، ولكنها لا تُعَدّ أعدادًا طبيعية. وأول قيمتين هما: infinity، و-infinity، وتُمثِّلان اللانهاية بموجبها وسالبها، وبالمثل، فإن infinity -1 لا تزال تشير إلى اللانهاية. ولا تثق كثيرًا بالحسابات المبنيَّة على اللانهاية، لأنها ليست منطقيةً رياضيًا، وستقود إلى القيمة الخاصة التالية، وهي: NaN، والتي تُشير إلى "ليس عددًا" Not A Number، رغم كونه قيمةً من نوع عددي بذاته، وستحصل عليه مثلًا: إذا حاولت قسمة صفر على صفر، أو طرح لانهايتين، أو أيّ عدد من العمليات العددية التي لا تُنتِج قيمةً مفيدة. السلاسل النصية السلسلة النصية String هي النوع التالي من أنواع البيانات الأساسية، ويُستخدم هذا النوع لتمثيل النصوص، ويُمثَّل هذا النوع في جافاسكربت، بنص محاط بعلامات اقتباس، أي كالتالي: `Down on the sea` "Lie on the ocean" 'Float on the ocean' وتستطيع استخدام العلامة الخلفية `، أو علامات الاقتباس المفردة '، أو المزدوجة ''، لتحديد السلاسل النصية، طالما أن العلامة التي وضعتها في بداية السلسلة هي ذاتها الموجودة في نهايتها. وتُوضع تقريبًا جميع أنواع البيانات داخل علامات الاقتباس تلك، وستعاملها جافاسكربت على أنها سلسلة نصية، ولكن ستجد صعوبةً في التعامل مع بعض المحارف، فمثلًا: كيف تضع علامات اقتباس داخل علامات الاقتباس المحدِّدة للسلسلة النصية؟ وكذلك محرف السطر الجديد Newlines، وهو ما تحصل عليه حين تضغط زرّ الإدخال؟ ولكتابة هذه المحارف داخل سلسلة نصية، يُنفَّذ الترميز التالي: إذا وجدت شَرطةً مائلةً خلفيةً \ داخل نص مُقتَبس، فهذه تشير إلى أن المحرف الذي يليها، له معنى خاص، ويسمّى هذا تهريب المحرف Escaping the character؛ إذ لن تنتهي السلسلة النصية عند احتوائها على علامات الاقتباس المسبوقة بشرطة مائلة خلفية، بل ستكون جزءًا منها؛ وحين يقع محرف n بعد شرطة مائلة خلفية فإنه يُفسَّر على أنه سطر جديد، وبالمِثل، فإذا جاء محرف t بعد شرطة مائلة خلفية، فإنه يعني محرف الجدولة tab، وtd مثال على ذلك، لدينا السلسلة النصية التالية: "هذا سطر\nوهذا سطر جديد" حيث سيبدو النص بعد تفسيره، كما يأتي: هذا سطر وهذا سطر جديد كما ستحتاج في بعض المواقف إلى وضع شرطة مائلة خلفية داخل السلسلة النصية، لتكون مجرّد شرطة مائلة \، وليست مِحرفًا خاصًّا، فإذا جاءت شرطتان مائلتان خلفيتان متتابعتان، فستلغيان بعضهما، بحيث تظهر واحدة منهما فقط في القيمة الناتجة عن السلسلة النصية. فمثلًا، تُكتَب السلسلة النصية التالية: "يُكتَب محرف السطر الجديد هكذا "‎\n"." في جافاسكربت، كما يأتي: "يُكتب محرف السطر الجديد هكذا \"\\n\"." وينطبق هنا ما ذكرناه سابقًا في شأن البِتّات وتخزين الأعداد، حيث يجب تخزين السلاسل النصية على هيئة بِتّات داخل الحاسوب. تُخزِّن جافاسكربت السلاسل النصية بناءً على معيار يونيكود Unicode، الذي يُعيِِّن عددًا لكل محرف تقريبًا قد تحتاجه ، بما في ذلك المحارف التي في اللغة العربية، واليونانية، واليابانية، والأرمنية، وغيرها. وتُمثَّل السلسلة النصية بمجموعة من الأعداد، بما أنه لدينا عدد لكل محرف، وهذا ما تفعله جافاسكربت تحديدًا، لكن لدينا مشكلة، فتمثيل جافاسكربت يستخدِم 16بت لكل عنصر من عناصر السلسلة النصية، ما يعني أنه لدينا 216 محرفًا مختلفًا، ولكن يُعرِّف اليونيكود أكثر من ذلك، أي بمقدار الضعف تقريبًا هنا، لذا تشغل بعض المحارف مثل الصور الرمزية emoji، موقعين من مواقع المحارف في سلاسل جافاسكربت النصية، وسنعود لهذا مرةً أخرى في الفصل الخامس. ولا يمكن تقسيم السلسلة النصية أو ضربها أو الطرح منها، لكن يمكن استخدام عامل + عليها، حيث لا يضيف بعضها إلى بعض كما تتوقّع من +، وإنما يجمعها إلى بعضها ويسلسلها معًا، أو يلصق إن صحّ التعبير بعضها ببعض، فمثلًا، سينتج السطر التالي، كلمة "concatenate": "con" + "cat" + "e" + "nate" تملك القيم النصية عددًا من الدوال المصاحبة لها -التوابع methods- التي تُستخدَم لإجراء عمليات أخرى عليها، وسنذكُر هذا بمزيد من التفصيل في الفصل الرابع. حيث تتصرّف السلاسل النصية المحاطة بعلامات اقتباس مفردة أو مزدوجة تصرّفًا متشابهًا تقريبًا، والاختلاف الوحيد بينهما هو نوع الاقتباس الذي تحتاج تهريبه داخلها. أما السلاسل المحاطة بعلامة خلفية (`)، والتي تُسمّى عادةً بالقوالب المجرّدة template literals، فيمكن تنفيذ عمليات إضافية عليها، مثل الأسطر الجديدة التي ذكرناها، أو تضمين قيم أخرى، كما في المثال التالي: `half of 100 is ${100 / 2}` حين تكتب شيئًا داخل {}$ في قالب مجرّد، ستُحسب نتيجته، ثم تُحوَّل هذه النتيجة إلى سلسلة نصية وتُدمَج في ذلك الموضع، وعليه يخرج المثال السابق "half of 100 is 50". العوامل الأحادية تُكتَب بعض العوامل على هيئة كلمات، فليست كلها رموزًا، وأحد الأمثلة على ذلك هو عامل typeof، والذي يُنتِج قيمةً نصيةً تُمثِّل اسم نوع القيمة الممررة إليه. انظر الشيفرة التالية، تستطيع تعديلها وتشغيلها في طرفية المتصفِّح إن كنت تقرأ من متصفح، أو بنسخها إلى codepen. console.log(typeof 4.5) // → number console.log(typeof "x") // → string استخدمنا console.log في المثال التوضيحي السابق، لبيان أننا نريد أن نرى نتيجة تقييم شيء ما، وسنبيُّن ذلك لاحقًا في الفصل التالي. وتُنفَّذ العوامل التي بيّناها في هذا الفصل اعتمادًا على قيمتين، لكن العامل typeof يأخذ قيمةً واحدةً فقط، وتُسمّى العوامل التي تستخدم قيمتين، بالعوامل الثنائية binary operators، أما تلك التي تأخذ عاملًا واحدًا فقط، فتسمى العوامل الأحادية unary operators، مع ملاحظة أن عامل الطرح - يمكن استخدامه كعامل أحادي أو ثنائي، كما في المثال التالي: console.log(- (10 - 2)) // → -8 القيم البوليانية حين يكون لدينا احتمالان، فمن المفيد إيجاد قيمة تفرّق بين الاحتمالين، مثل: "yes" و "no"، أو "on" و "off"، وتِستخدِم جافاسكربت النوع البولياني Boolean لهذا الغرض، ويتكون هذا النوع من قيمتين فقط، هما: القيمة true والقيمة false، وتُكتبان بهاتين الكلمتين فقط. الموازنة انظر الطريقة التالية لإنتاج قيم بوليانية: console.log(3 > 2) // → true console.log(3 < 2) // → false علامتي <، و> هما اللتان تعرفهما من الرياضيات للإشارة إلى الموازنة "أصغر من"، أو "أكبر من"، وكلاهما عاملان ثنائيّان، ويُنتِجان قيمةً بوليانيةً تُوضِّح هل الشرط مُتحقِق أم لا، ويمكن موازنة السلاسل النصية بالطريقة نفسها، كما في المثال التالي: console.log("Aardvark" < "Zoroaster") // → true تُعَدّ الطريقة التي تُرتَّب بها السلاسل النصية أبجدية في الغالب، لكن على خلاف ما قد تراه في القاموس، تكون الحروف الكبيرة أقل من الحروف الصغيرة، فمثلًا، Z أقل من a، والمحارف غير الأبجدية (!، -، …إلخ) مدمجة أيضًا في الترتيب، وتمر جافاسكربت على المحارف من اليسار إلى اليمين موازِنةً محارف يونيكود واحدًا تلو الآخر. والعوامل الأخرى التي تُستخدَم في الموازنة هي: ‎<=‎ (أقل من أو يساوي)، و =< (أكبر من أو يساوي)، و == (يساوي)، و=! (لا يساوي). console.log("Itchy" != "Scratchy") // → true console.log("Apple" == "Orange") // → false وتوجد قيمة واحدة في جافاسكربت لا تساوي نفسها، وهي NaN بمعنى "ليس عددًا"، أي كما يأتي: console.log(NaN == NaN) // → false وبما أن NaN تشير إلى نتيجة عملية حسابية غير منطقية، فهي لن تساوي أيّ نتيجة أخرى لحساب غير منطقي. العوامل المنطقية كذلك لدينا في جافاسكربت بعض العوامل التي قد تُطبَّق على القيم البوليانية نفسها، وتدعم جافاسكربت ثلاثةً منها، وهي: and، وor، وnot، ويمكن استخدامها في منطق القيم البوليانية. ويُمثَّل عامل "and" بالرمز &&، وهو عامل ثنائي نتيجته صحيحة true إن كانت القيمتان المعطتان صحيحتان معًا. console.log(true && false) // → false console.log(true && true) // → true أما عامل الاختيار "or"، فيُمثَّل بالرمز ||، ويُخرِج true إذا تحققت صحة إحدى القيمتين أو كليهما، كما في المثال التالي: console.log(false || true) // → true console.log(false || false) // → false أما "Not" فتُكتب على صورة تعجب !، وهي عامل أحادي يقلب القيمة المعطاة له، فالصحيح المتحقِّق منه true! يَخرج لنا خطأً غير متحقِّق false، والعكس بالعكس. وعند دمج هذه العوامل البوليانية مع العوامل الحسابية والعوامل الأخرى، فلن نستطيع تَبيُّن متى نضع الأقواس في كل حالة أو متى نحتاج إليها، والحل هنا يكون بالعلم بحال العوامل التي ذكرناها حتى الآن لشق طريقك في البرامج التي تكتبها، والشيفرات التي تقرؤها، إذ أن عامل الاختيار || هو أقل العوامل أولوية، ثم يليه عامل &&، ثم عوامل الموازنة (<، ==، …إلخ)، ثم بقية العوامل، واختيرت هذه الأسبقية أو الأولوية، كي يقل استخدام الأقواس إلى أدنى حد ممكن، انظر المثال التالي: 1 + 1 == 2 && 10 * 10 > 50 والعامل الأخير الذي لدينا ليس أحاديًّا ولا ثنائيًّا، بل i; عامل ثلاثي يعمل على ثلاث قيم، ويُكتب على صورة علامة استفهام ?، ثم نقطتين رأسيّتين :، أي على الصورة التالية: console.log(true ? 1 : 2); // → 1 console.log(false ? 1 : 2); // → 2 ويُسمّى هذا العامل بالعامل الشرطي، أو العامل الثلاثي بما أنه الثلاثيُّ الوحيد في جافاسكربت، وتُحدِّد القيمة التي على يسار علامة الاستفهام، نتيجة أو خرْج هذا العامل، لتكون النتيجة هي إحدى القيمتين الأخرتين، فإذا كانت هذه القيمة true فالخرج هو القيمة الوسطى، وإن كانت false فالنتيجة هي القيمة الأخيرة التي على يمين النقطتين الرأسيّتين. القيم الفارغة يوجد في جافاسكربت قيمتان خاصتان تُكتبان على الصيغة null، وundefined، وتُستخدمان للإشارة إلى قيمة لا معنى لها، أو غير مفيدة، وهما قيمتان في حد ذاتهما، لكنهما لا تحملان أيّ بيانات، وستجد عمليات عدّة في هذه اللغة لا تُنتِج قيمةً ذات معنى كما سترى لاحقًا، لكنها ستُخرج القيمة undefined لأنها يجب أن تُخرِج أيّ قيمة. ولا تشغل نفسك بالاختلاف بين undefined، وnull، فهما نتيجة أمر عارض أثناء تصميم جافاسكربت، ولا يهم غالبًا أيّ واحدة ستختار منهما، لذا عاملهما على أنهما قيمتان متماثلتان. التحويل التلقائي للنوع ذكرنا في المقدمة أن جافاسكربت تقبل أيَّ برنامج تعطيه إياها، حتى البرامج التي تُنفِّذ أمورًا غريبة، وتوضح التعبيرات التالية هذا المفهوم: console.log(8 * null) // → 0 console.log("5" - 1) // → 4 console.log("5" + 1) // → 51 console.log("five" * 2) // → NaN console.log(false == 0) // → true وحين يُطبَّق عامل ما على النوع الخطأ من القيم، فستُحوِّل جافاسكربت تلك القيمة إلى النوع المطلوب باستخدام مجموعة قواعد قد لا تريدها أو تتوقعها، ويسمّى ذلك تصحيح النوع القسري type coercion. إذ تُحوِّل null في التعبير الأول من المثال السابق إلى 0، وتُحوَّل "5" إلى 5 أي من سلسلة نصية إلى عدد، أما في التعبير الثالث الذي يحوي عامل الجمع + بين نص وعدد، فنفّذت جافاسكربت الربط Concatenation قبل الإضافة العددية، وحوّلت 1 إلى "1" أي من عدد إلى نص. أما عند تحويل قيمة لا تُعبِّر بوضوح على أنها عدد إلى عدد، مثل:"five" أو undefined، فسنحصل على NaN، ولذا فإن حصلت على هذه القيمة في مثل هذا الموقف، فابحث عن تحويلات نوعية من هذا القبيل. كذلك حين نوازن قيمتين من النوع نفسه باستخدام ==، فسيسهل توقّع الناتج، إذ يجب أن تحصل على true عند تطابق القيمتين إلا في حالة NaN، أما حين تختلف القيم، فتَستخدِم جافاسكربت مجموعة معقدّة من القواعد لتحديد الإجراء الذي يجب تنفيذه، وتحاول في أغلب الحالات أن تحوّل قيمةً أو أكثر إلى نوع القيمة الأخرى. لكن حين تكون إحدى القيمتين null، أو undefined، فستكون النتيجة تكون صحيحةً فقط إذا كان كل من الجانبين null أو undefined. كما في المثال التالي: console.log(null == undefined); // → true console.log(null == 0); // → false وهذا السلوك مفيد حين تريد اختبار أيُّ القيم فيها قيمةً حقيقيةً بدلًا من null أو undefined، فتوازنهما بعامل == أو =!. لكن إن أردت اختبار شيئ يشير إلى قيمة بعينها مثل false، فإن التعبيرات مثل ‎0 == false و‎" " == false تكون صحيحةً أيضًا، وذلك بسبب التحويل التلقائي للنوع، أما إذا كنت لا تريد حدوث أيّ تحويل نوعي، فاستخدم هذين العاملَيْن: ===، و ==!. حيث يَنظر أول هذين العاملَين هل القيمة مطابقة للقيمة الثانية المقابلة أم لا، والعامل الثاني ينظر أهي غير مطابقة أم لا، وعليه يكون التعبير ‎" " === false خطأ كما توقعت. وإني أنصح باستخدام العامل ذي المحارف الثلاثة تلقائيًّا، وذلك لتجنُّب حدوث أي تحويل نوعي يعطِّل عملك، لكن إن كنت واثقًا من الأنواع التي على جانبي العامل، فليس هناك ثمة مشكلة في استخدام العوامل الأقصر. قصر العوامل المنطقية يعالج العاملان && و|| القيم التي من أنواع مختلفة، معالجةً غريبة، إذ يحوِّلان القيمة التي على يسارهما إلى نوع بولياني لتحديد ما يجب فعله، لكنهما يعيدان إما القيمة الأصلية للجانب الأيسر أو قيمة الجانب الأيمن، وذلك وفقًا لنوع العامل، ونتيجة التحويل للقيمة اليسرى، سيُعيد عامل || مثلًا قيمة جانبه الأيسر إذا أمكن تحويله إلى true، وإلا فسيعيد قيمة جانبه الأيمن. يُحدِث هذا النتيجةَ المتوقّعة إن كانت القيم بوليانية، ونتيجةً مشابهةً إن كانت القيم من نوع آخر. كما في المثال الآتي: console.log(null || "user") // → user console.log("Agnes" || "user") // → Agnes نستطيع استخدام هذا السلوك على أنه طريقة للرجوع إلى القيمة الافتراضية، فإن كانت لديك قيمة قد تكون فارغةً، فيمكنك وضع || بعدها مع قيمة بدل، حيث إذا كان من الممكن تحويل القيمة الابتدائية إلى false فستحصل على البدل. وتنص قواعد تحويل النصوص والأعداد، إلى قيم بوليانية، على أن 0، وNaN، والنص الفارغ " "، جميعها خطأً false، بينما تُعَدّ القيم الأخرى true، لذا فإن ‎0 || -1 تخرج 1-، و ‎" " || "!?"‎ تخرج "?!". ويتصرّف عامل && تصرّفًا قريبًا من ذلك، ولكن بطريقة أخرى، فإذا كان من الممكن تحويل القيمة اليسرى إلى false فسعيد تلك القيمة، وإلا سيعيد القيمة التي على يمينه. وهذان العاملان لهما خاصيّةً أخرى مُهمة، وهي أن الجزء الذي على يمينهما يُقيَّم عند الحاجة فقط، ففي حالة true || x ستكون النتيجة القيمة true مهما كانت قيمة x، حتى لو كانت جزءًا من برنامج يُنفِّذ شيئًا مستَهجنًا، بحيث لا تُقيَّم x عندها، ويمكن قول الشيء نفسه فيما يخص false && x والتي ستعيد القيمة false دومًا وتتجاهل x. ويسمّى هذا بالتقييم المقصور Short-circuit Evaluation. إذ يتصرَّف العامل الشرطي تصرّفًا قريبًا من ذلك، فالقيمة المختارة من بين القيم الثلاثة هي التي تُقيَّم فقط. خاتمة اطلعنا في هذا الفصل على أربعة أنواع من قيم جافاسكربت، وهي: الأرقام، والسلاسل النصية، والقيم البوليانية، والغير معرَّفة، حيث تُنشَأ هذه القيم بكتابة اسمها، كما في: true، و null، أو قيمتها، كما في: 13، و"abc"، وتُحوَّل وتُجمَع هذه القيم باستخدام عوامل أحادية، أو ثنائية، أو ثلاثية. كما رأينا عوامل حسابية، مثل: +، و-، و*، و/، و%، وعامل الضم النصي +، وعوامل الموازنة، وهي: ==، و =!، و===، و==!، و>، و<، و=>، و=<، والعوامل المنطقية، وهي:&&، و||، إلى جانب تعرُّفنا على عدّة عوامل أحادية، مثل: -، الذي يجعل العدد سالبًا، أو !، المُستخدَم في النفي المنطقي، وtypeof لإيجاد نوع القيمة، وكذلك العامل الثلاثي :? الذي يختار إحدى القيمتين وفقًا لقيمة ثالثة. ويعطيك ما سبق ذكره بيانات كافيةً لتستخدم جافاسكربت على أساس حاسبة جيب صغيرة، وفي الفصل التالي، سنبدأ بربط هذه التعبيرات لنكتب برامج بسيطة بها. ترجمة -بتصرف- للفصل الأول من كتاب Elequent Javascript لصاحبه Marijn Haverbeke. اقرأ أيضًا المقال التالي: هيكل البرنامج في جافاسكريبت الدوال العليا في جافاسكريبت

يقول دونالد كنوث Donald Knuth لا غنى عن الدوال في لغة جافاسكربت، إذ نستخدمها في هيكلة البرامج الكبيرة لتقليل التكرار، ولربط البرامج الفرعية بأسماء، وكذا لعزل تلك البرامج الفرعية عن بعضها، ولعل أبرز تطبيق على الدوال هو إدخال مصطلحات جديدة في اللغة. حيث يمكن إدخال أيّ مصطلح إلى لغة البرمجة من أيّ مبرمج يعمل بها، وذلك على عكس لغات البشر المنطوقة التي يصعب إدخال مصطلحات إليها، إلا بعد مراجعات واعتمادات من مجامع اللغة. وفي الواقع المشاهد، يُعَدّ إدخال المصطلحات إلى اللغة على أساس دوال، ضرورةً حتميةً لاستخدامها في البرمجة وإنشاء برامج للسوق. فمثلًا، تحتوي اللغة الإنجليزية -وهي المكتوب بحروفها أوامر لغات البرمجة-، على نصف مليون كلمة تقريبًا، وقد لا يعلم المتحدث الأصلي لها إلا بـ 20 ألف كلمة منها فقط، وقَلَّ ما تجد لغةً من لغات البرمجة التي يصل عدد أوامرها إلى عشرين ألفًا. وعليه، ستكون المصطلحات المتوفرة فيها دقيقة المعنى للغاية، وبالتالي فهي جامدة وغير مرنة، ولهذا نحتاج إلى إدخال مصطلحات جديدة على هيئة دوال، وذلك بحسب حاجة كل مشروع أو برنامج. تعريف الدالة الدالة هي رابطة منتظمة، حيث تكون قيمة هذه الرابطة هي الدالة نفسها، إذ تُعرِّف الشيفرة التالية مثلًا، الثابت square لتشير إلى دالة تنتج مربع أي عدد مُعطَى: const square = function(x) { return x * x; }; console.log(square(12)); // → 144 وتُنشأ الدالة بتعبير يبدأ بكلمة function المفتاحية، كما يكون للدوال مجموعة معامِلات parameters -معامِل وحيد هو x حسب المثال السابق-، ومتن body لاحتواء التعليمات التي يجب تنفيذها عند استدعاء الدالة، كما يُغلَّف متن الدالة بقوسين معقوصين حتى ولو لم يكن فيه إلا تعليمة واحدة. كذلك يجوز للدالة أن يكون لها عدة معامِلات، أو لا يكون لها أيّ معامِل، ففي المثال التالي، لا تحتوي دالة makenoise على أيّ معاملات، بينما تحتوي power على معاملين اثنين: const makeNoise = function() { console.log("Pling!"); }; makeNoise(); // → Pling! const power = function(base, exponent) { let result = 1; for (let count = 0; count < exponent; count++) { result *= base; } return result; }; console.log(power(2, 10)); // → 1024 وتنتج بعض الدوال قيمًا، مثل: دالتي power، وsquare، ولكن هذا ليس قاعدة، إذ لا تعطي بعض الدوال الأخرى قيمةً، مثل دالة makenoise، ونتيجتها الوحيدة هي أثر جانبي side effect. تحدِّد تعليمة return القيمة التي تعيدها الدالة، فحين تمر بُنية تحكُّم control -مثل التعليمات الشرطية- على تعليمة مشابهة لهذه، فستقفز مباشرةً من الدالة الحالية، وتعطي القيمة المعادة إلى الشيفرة التي استدعت الدالة. وإن لم يتبع كلمة return المفتاحية أيّ تعبير، فستعيد الدالة قيمة غير معرفة undefined، كما تعيد الدوال التي ليس فيها تعليمة return قيمة غير معرفة undefined، مثل دالة makenoise. تتصرف معامِلات الدالة على أساس الرابطات المنتظمة regular bindings، غير أنّه يحدِّد مستدعي الدالة قيمتها الأولية، وليس الشيفرة التي بداخل الدالة. الرابطات Bindings والنطاقات Scopes نطاق الرابطة في البرنامج هو الجزء الذي تكون الرابطة ظاهرةً فيه، حيث كل رابطة لها نطاق. وإذا عرَّفنا الرابطة خارج دالة أو كتلة شيفرات، فيكون نطاق هذه الرابطة البرنامج كاملًا، ويمكنك الإشارة إلى مثل تلك الرابطات أينما تشاء، وتسمى رابطات عامة Global Bindings؛ أما الرابطات المنشأة لمعامِلات الدالة، أو المصرح عنها داخل دالة ما، فيمكن الإشارة إليها داخل تلك الدالة فقط، وعليه تسمّى رابطات محلية Local bindings، وتُنشأ نسخ جديدة من تلك الرابطات في كل مرة تُستدعَى الدالة فيها، وذلك يوفر نوعًا من العزل بين الدوال بما أنّ كل دالة تتصرف في عالمها الخاص -بيئتها المحلية-، وييسّر فهم المراد منها دون الحاجة إلى العلم بكل ما في البيئة العامة. كما تكون الرابطات المصرح عنها باستخدام let، وconst رابطات محلية لكتلة الشيفرة التي صُرح عن تلك الرابطات فيها، فإن أنشأت أحد تلك الرابطات داخل حلقة تكرارية، فلن تتمكن الشيفرات الموجودة قبل هذه الحلقة وبعدها، من رؤية تلك الرابطة. ولم يُسمح إنشاء نطاقات جديدة لغير الدوال في إصدارات جافاسكربت قبل 2015، لذا كانت الرابطات التي أُنشِئت باستخدام كلمة var المفتاحية، مرئيةً في كل الدالة التي تظهر فيها هذه الرابطات، أو في النطاق العام إن لم تكن داخل دالة ما. كما في المثال التالي: let x = 10; if (true) { let y = 20; var z = 30; console.log(x + y + z); // → 60 } // y is not visible here console.log(x + z); // → 40 يستطيع كل نطاق البحث في النطاق الذي يحيط به، لذا تكون x ظاهرة داخل كتلة الشيفرة في المثال السابق مع استثناء وجود عدة رابطات بالاسم نفسه، ففي تلك الحالة لا تستطيع الشيفرة إلا رؤية الأقرب لها، كما في المثال التالي، حيث تشير الشيفرة داخل دالة halve إلى n الخاصة بها وليس إلى n العامة: const halve = function(n) { return n / 2; }; let n = 10; console.log(halve(100)); // → 50 console.log(n); // → 10 النطاق المتشعب نستطيع إنشاء كتل شيفرات ودوال داخل كتل ودوال أخرى ليصبح لدينا عدة مستويات من المحلية، فمثلًا، تخرج الدالة التالية المكونات المطلوبة لصنع مقدار من الحمُّص، وتحتوي على دالة أخرى داخلها، أي كما يأتي: const hummus = function(factor) { const ingredient = function(amount, unit, name) { let ingredientAmount = amount * factor; if (ingredientAmount > 1) { unit += "s"; } console.log(`${ingredientAmount} ${unit} ${name}`); }; ingredient(1, "can", "chickpeas"); ingredient(0.25, "cup", "tahini"); ingredient(0.25, "cup", "lemon juice"); ingredient(1, "clove", "garlic"); ingredient(2, "tablespoon", "olive oil"); ingredient(0.5, "teaspoon", "cumin"); }; تستطيع شيفرة الدالة ingredient أن ترى رابطة factor من الدالة الخارجية، على عكس رابطتيها المحليتين الغير مرئيتين من الدالة الخارجية، وهما: unit، وingredientAmount. ويُحدِّد مكان كتلة الشيفرة في البرنامج الرابطات التي ستكون مرئيةً داخل تلك الكتلة، حيث يستطيع النطاق المحلي رؤية جميع النطاقات المحلية التي تحتويه، كما تستطيع جميع النطاقات رؤية النطاق العام، ويُسمّى هذا المنظور لمرئية الرابطات، المراقبة المُعجَمية Lexical Scoping. الدوال على أساس قيم تتصرف رابطة الدالة عادةً على أساس اسم لجزء بعينه من البرنامج، وتُعرَّف هذه الرابطة مرةً واحدةً ولا تتغير بعدها، ويسهّل علينا هذا، الوقوع في الخلط بين اسم الدالة والدالة نفسها، غير أنّ الاثنين مختلفان عن بعضهما، إذ تستطيع قيمة الدالة فعل كل ما يمكن للقيم الأخرى فعله، كما تستطيع استخدامها في تعبيرات عشوائية، وتخزينها في رابطة جديدة، وتمريرها كوسيط لدالة، وهكذا. وذلك إضافةً إلى إمكانية استدعاء تلك القيمة بلا شك. وبالمثل، لا تزال الرابطة التي تحمل الدالة مجرد رابطة منتظمة regular bindung، كما يمكن تعيين قيمة جديدة لها إذا لم تكن ثابتة constant، كما في المثال الآتي: let launchMissiles = function() { missileSystem.launch("now"); }; if (safeMode) { launchMissiles = function() {/* لا تفعل شيئًا */}; } وسنناقش في المقال الخامس بعض الأمور الشيقة التي يمكن فعلها بتمرير قيم الدالة إلى دوال أخرى. مفهوم التصريح توجد طريقة أقصر لإنشاء رابطة للدالة، حيث تُستخدم كلمة function المفتاحية في بداية التعليمة، أي كما يلي: function square(x) { return x * x; } ويسمى هذا بتصريح الدالة function declaration، فتعرِّف التعليمة الرابطة "square" وتوجهها إلى الدالة المعطاة، وذلك أسهل قليلًا في الكتابة، ولا يتطلب فاصلة منقوطة بعد الدالة، لكن قد يكون هذا الأسلوب من التصريح عن الدوال خدّاعًا: console.log("يقول لنا المستقبل", future()); function future() { return "لن تكون هناك سيارات تطير"; } وعلى الرغم من أن الدالة معرَّفة أسفل الشيفرة التي تستخدمها، إلا أنها صالحة وتعمل بكفاءة، وذلك لأن تصريح الدوال ليس جزءًا من مخطط السير العادي من الأعلى إلى الأسفل، بل يتحرك إلى قمة نطاقه، ويكون متاحًا للاستخدام من قِبَل جميع الشيفرات الموجودة في ذلك النطاق، ويفيدنا هذا أمر أحيانًا لأنه يوفر حرية ترتيب الشيفرة ترتيبًا منطقيًا ومفيدًا، دون القلق بشأن الحاجة إلى تعريف كل الدوال قبل استخدامها. الدوال السهمية Arrow Functions لدينا مفهوم ثالث للتصريح عن الدوال، وقد يبدو مختلفًا عن البقية، حيث يستخدِم سهمًا مكتوبًا في صورة إشارة التساوي ومحرف "أكبر من"، أي على الصورة (‎=>‎)، لهذا انتبه من الخلط بينها وبين محرف "أكبر من أو يساوي"، الذي يُكتب على الصورة (‎>=‎)، ويوضح المثال التالي هذا المفهوم: const power = (base, exponent) => { let result = 1; for (let count = 0; count < exponent; count++) { result *= base; } return result; }; يأتي السهم بعد قائمة المعامِلات ويُتبع بمتن الدالة، ويكون على صورة: "هذا الدخل (المعامِلات) يُنتِج هذا الخرج (المتن)"، وحين يكون لدينا اسم معامِل واحد، فيمكنك إهمال الأقواس المحيطة بقائمة المعامِلات، وإن كان المتن تعبيرًا واحدًا بدلًا من كتلة بين قوسين، فستعيد الدالة ذلك التعبير، وعليه ينفذ التعريفين التاليين لـ square، الشيء نفسه: const square1 = (x) => { return x * x; }; const square2 = x => x * x; وعندما تكون الدالة السهمية بدون معامِلات على الإطلاق، فستكون قائمة معامِلاتها مجرد قوسين فارغين، أي كما في المثال التالي: const horn = () => { console.log("Toot"); }; ليس ثمة سبب لوجود الدوال السهمية وتعبيرات function معًا في اللغة، إذ يملكان الوظيفة نفسها بصرف النظر عن التفاصيل الصغيرة، وسنتحدث عن ذلك في المقال السادس، كما لم تُضَف الدوال السهمية إلا في عام 2015، وذلك من أجل السماح بكتابة تعبيرات دوال صغيرة بأسلوب قليل الصياغة، حيث سنستخدمها كثيرًا في المقال الخامس. مكدس الاستدعاء The call stack قد تبدو طريقة تدفُق التحكم خلال الدوال متداخلة قليلا، انظر المثال التالي للتوضيح، حيث ينفذ بعض الاستدعاءات من الدوال المعطاة: function greet(who) { console.log("Hello " + who); } greet("Harry"); console.log("Bye"); وعند تشغيل البرنامج السابق فإن مخطط سيره يكون كالتالي: عند استدعاء greet، يقفز التحكم إلى بداية تلك الدالة (السطر الثاني في الشيفرة)، وتستدَعي بدورها console.log التي ينتقل التحكم إليها لتُنفّذ مهمتها، ثم تعود إلى المكان الذي استدعاها، وهو السطر الرابع. ثم يستدعي السطر الذي يليه، أي console.log مرةً أخرى، ويصل البرنامج إلى نهايته بعد إعادة ذلك. وإذا أردنا تمثيل مخطط تدفق التحكم لفظيًا، فسيكون كالتالي: خارج الدالة في greet في console.log في greet خارج الدالة في console.log خارج الدالة ونظرًا لوجوب قفز الدالة إلى المكان الذي استدعاها، فلابد للحاسوب من تذكُّر السياق الذي حدث منه الاستدعاء، ففي إحدى الحالات أعلاه، كان على console.log العودة إلى دالة greet عند انتهاء تنفيذها، بينما تعود إلى نهاية البرنامج في الحالة الأخرى. يسمى المكان الذي يخزن فيه الحاسوب هذا السياق، بمكدس الاستدعاء call stack، ويُخزَّن السياق الحالي في قمة ذلك المكدس في كل مرة تُستدعى دالة، كما تزيل السياق الأعلى من المكدس، وتستخدمه لمتابعة التنفيذ عندما تعود الدالة.، حيث يحتاج هذا المكدس إلى مساحة في ذاكرة الحاسوب، وبما أنّ تلك المساحة محدودة، فقد يعطيك الحاسوب رسالة فشل، مثل: عدم وجود ذاكرة كافية في المكدس "out of stack space"، أو تكرارات تفوق الحد المسموح به "too much recursion". حيث لدينا المثال الآتي: function chicken() { return egg(); } function egg() { return chicken(); } console.log(chicken() + " came first."); // → ?? إذ توضح الشيفرة السابقة هذا الأمر بسؤال الحاسوب أسئلة صعبة، تجعله يتنقّل بين الدالتين ذهابًا وإيابًا إلى ما لا نهاية، وفي حالة المكدس اللانهائي هذه، فستنفذ ذاكرة الحاسوب المتاحة، أو ستطيح بالمكدس blow the stack. الوسائط الاختيارية Optional arguments انظر الشيفرة التالية: function square(x) { return x * x; } console.log(square(4, true, "hedgehog")); // → 16 تسمح لغة جافاسكربت بتنفيذ الشيفرة السابقة دون أدنى مشكلة، ورغم أننا عرَّفنا فيها square بمعامِل واحد فقط، ثم استدعيناها بثلاثة معامِلات، فقد تجاهلت الوسائط الزائدة، وحسبت مربع الوسيط الأول فقط. وتستنتج من هذا أن جافاسكربت لديها سعة -إن صح التعبير- في شأن الوسائط التي تمررها إلى الدالة، فإن مررت وسائط أكثر من اللازم، فستُتجاهل الزيادة، أما إن مرّرت وسائط أقل من المطلوب، فتُسنَد المعامِلات المفقودة إلى القيمة undefined. وسيّئة ذلك أنك قد تُمرِّر عدد خاطئ من الوسائط، ولن تعرف بذلك، ولن يخبرك أحد ولا حتى جافاسكربت نفسها، أما حسنته فيمكن استخدام هذا السلوك للسماح لدالة أن تُستدعى مع عدد مختلف من الوسائط. انظر المثال التالي حيث تحاول دالة minus محاكاة معامِل - من خلال وسيط واحد أو وسيطين: function minus(a, b) { if (b === undefined) return -a; else return a - b; } console.log(minus(10)); // → -10 console.log(minus(10, 5)); // → 5 وإذا كتبنا عامل = بعد معامِل ما، ثم أتبعنا ذلك بتعبير، فستحل قيمة التعبير محل الوسيط إذا لم يكن معطى مسبقًا، إذ تجعل دالة الأس power مثلًا، وسيطها الثاني اختياريًا، فإن لم تعطها أنت ذلك الوسيط أو تمرر قيمة undefined، فسيتغير تلقائيًا إلى 2، وستتصرف الدالة مثل دالة التربيع square بالضبط، كما يأتي: function power(base, exponent = 2) { let result = 1; for (let count = 0; count < exponent; count++) { result *= base; } return result; } console.log(power(4)); // → 16 console.log(power(2, 6)); // → 64 سننظر في المقال التالي إلى طريقة يحصل بها متن الدالة على جميع الوسائط الممررة، ويفيدنا هذا في السماح للدالة بقبول أي عدد من الوسائط، كما في console.log، إذ تُخرج كل القيم المعطاة إليها، أي: console.log("C", "O", 2); // → C O 2 التغليف Closure إذا قلنا أننا نستطيع معاملة الدوال مثل قيم، وأنه يعاد إنشاء الرابطات المحلية في كل مرة تُستدعى فيها الدالة، فإننا نتساءل هنا عما يحدث لتلك الرابطات حين يصير الاستدعاء الذي أنشأها غير نشط؟ توضح الشيفرة التالية مثالًا على هذا، فهي تعرِّف دالة wrapValue، والتي تنشئ رابطةً محليةً، ثم تعيد دالةً تصل إلى تلك الرابطة وتعيدها. انظر: function wrapValue(n) { let local = n; return () => local; } let wrap1 = wrapValue(1); let wrap2 = wrapValue(2); console.log(wrap1()); // → 1 console.log(wrap2()); // → 2 يُعَدّ هذا الأسلوب جائزًا ومسموحًا به في جافاسكربت، ولا يزال بإمكانك الوصول إلى كلا النسختين، حيث يوضح ذلك المثال حقيقة أنّ الرابطات المحلية تُنشَأ من جديد في كل استدعاء، وأنّ الاستدعاءات المختلفة لا تدمر رابطات بعضها البعض. وتسمّى تلك الخاصية بالمغلِّف closure، أي خاصية القدرة على الإشارة إلى نسخة بعينها من رابطة محلية في نطاق محيط enclosing scope، وتسمى الدالة التي تشير إلى رابطات من نطاقات محلية حولها، بالمغلف closure. يحررك هذا السلوك من القلق بشأن دورة حياة تلك الرابطات، ويتيح لك استخدام قيم الدوال بطرق جديدة، فيمكِّننا تغيير بسيط، من قلب المثال السابق إلى طريقة لإنشاء دوال تضاعِف بقيمة عشوائية، أي كما يلي: function multiplier(factor) { return number => number * factor; } let twice = multiplier(2); console.log(twice(5)); // → 10 وبما أنّ المعامِل نفسه يُعَدّ رابطةً محليةً، فلم نعد بحاجة إلى الرابطة الصريحة local من دالة wrapValue السابقة. ويحتاج التفكير في برامج مثل هذا إلى بعض التمرس، والنموذج الذهني المعين على هذا هو التفكير في قيم الدالة على أنها تحتوي شيفرة المتن وبيئتها التي أُنشئَت فيها، وحين تُستدعى الدالة، يرى متن الدالة البيئة التي أنشئت فيها وليس البيئة التي استدعيَت فيها. وفي المثال السابق، تُستدعى الدالة multiplier، وتُنشئ بيئة يكون فيها المعامل factor مقيدًا بـ 2، وتتذكر قيمة الدالة التي تعيدها، وتكون مخزنة في twice، هذه البيئة، لذا حين تُستدعى فستضاعف وسيطها بمقدار 2. التعاود Recursion تستطيع الدالة استدعاء نفسها طالما أنها لا تكثر من ذلك إلى الحد الذي يطفح المكدس، وتسمى هذه الدالة المستدعية نفسها باسم العودية recursive، حيث يسمح التعاود لبعض الدوال بأن تُكتب في صور مختلفة كما في المثال التالي، إذ نرى استخدامًا مختلفًا لدالة الأس power: function power(base, exponent) { if (exponent == 0) { return 1; } else { return base * power(base, exponent - 1); } } console.log(power(2, 3)); // → 8 وهذا قريب من الطريقة التي يُعرَّف بها الأس عند الرياضيين، ويصف الفكرة أفضل من الصورة التكرارية looping، إذ تستدعي الدالة نفسها عدة مرات مع أسس مختلفة، لتحقيق عمليات الضرب المتكررة. ولكن ثمة مشكلة في هذا النموذج، إذ هو أبطأ بثلاث مرات من الصورة التكرارية في تطبيقات جافاسكربت، فالمرور على حلقة تكرارية أيسر، وأقل تكلفةً من استدعاء دالة عدة مرات. وهذه المسألة، أي مسألة السرعة مقابل الأناقة، لَمعضلة فريدة بين ما يناسب الإنسان وما يناسب الآلة، فلا شك أننا نستطيع زيادة سرعة البرنامج إذا زدنا حجمه وتعقيده، وإنما يقع على المبرمج تقدير كل موقف ليوازن بين هذا وذاك. وإذا عدنا إلى حالة دالة الأس السابقة power، فأسلوب التكرار looping وهو المنظور غير الأنيق هنا، هو أبسط وأيسر في القراءة، وليس من المنطق استبدال النسخة التعاودية recursive به وإحلالها محله، لكن اعلم أنّ اختيار الأسهل، والأرخص، والأقل تكلفةً في المال والموارد الأخرى، ليس القاعدة في البرمجة، ولا يجب أن يكون كذلك، فقد يُعرض لنا موقف نتخلى فيه عن هذه الكفاءة من السهولة والسرعة في سبيل جعل البرنامج بسيطًا وواضحًا، وقد يكون فرط التفكير في الكفاءة مشتتًا لك عن المطلوب من البرنامج في الأصل، فهذا عامل آخر يعطل تصميمه، وبحسب المرء تعقيد البرنامج ومطلوب العميل منه، فلا داعي لإضافة عناصر جديدة تزيد القلق إلى حد العجز عن التنفيذ وإتمام العمل. لهذا أنصحك بمباشرة أول كتابتك للبرنامج بكتابة شيفرة صحيحة عاملة وسهلة الفهم، وهذا رأيي في ما يجب عليك وضعه كهدف نصب عينيك، وإن أردت تسريع البرنامج فتستطيع ذلك لاحقًا بقياس أدائه ثم تحسين سرعته إن دعت الحاجة، وإن كان القلق بشأن بطء البرنامج غالبًا ليس في محله بما أن أغلب الشيفرات لا تُنفَّذ بالقدر الذي يجعلها تأخذ وقتًا ملحوظًا. فقد تجد أحيانًا مشكلات يكون حلها أسهل باستخدام التعاود عوضًا عن التكرار، وهي المشاكل التي تتطلب استكشاف عدة فروع أو معالجتها، إذ قد تحتوي تلك الفروع بدورها على فروع أخرى، وهكذا تجد أنّ التكرار قد يكون أقل كفاءةً من التعاود أحيانًا! يمكنك النظر إلى الأحجية التالية كمثال على هذا، فإذا بدأنا من العدد 1 وأضفنا 5 أو ضربنا في 3 باستمرار ، فسينتج لدينا مجموعة لا نهائية من الأعداد. كيف تكتب دالةً نعطيها عددًا فتحاول إيجاد تسلسل عمليات الجمع والضرب التي تنتج هذا العدد؟ إرشاد: يمكن التوصل إلى العدد 13 بضرب 1 في 3، ثم إضافة 5 مرتين، في حين أننا لن نستطيع الوصول إلى العدد 15 مطلقًا. انظر الحل الآن بأسلوب التعاود: function findSolution(target) { function find(current, history) { if (current == target) { return history; } else if (current > target) { return null; } else { return find(current + 5, `(${history} + 5)`) || find(current * 3, `(${history} * 3)`); } } return find(1, "1"); } console.log(findSolution(24)); // → (((1 * 3) + 5) * 3) لاحظ أنّ هذا البرنامج لا يزعج نفسه بالبحث عن أقصر تسلسل من العمليات، بل أي تسلسل يحقق المراد وحسب، ولأن هذا البرنامج مثال رائع على أسلوب التفكير التعاودي، فسأعيد شرحه مفصلًا إن لم تستوعب منطقه بمجرد النظر. تنفذ دالة find الداخلية التعاود الحقيقي، فتأخذ وسيطين: العدد الحالي، وسلسلة نصية string لتسجل كيف وصلنا إلى هذا العدد، فإن وجدت حلًا، فستعيد سلسلةً نصيةً توضح كيفية الوصول إلى الهدف؛ أما إن لم تجد حلا بالبدء من هذا العدد، فستعيد null. ولتحقيق ذلك، تنفِّذ الدالة أحد ثلاثة إجراءات: يُعاد العدد الحالي إن كان هو العدد الهدف، حيث يُعَد السجل الحالي طريقة للوصول إليه. تُعاد null إن كان العدد الحالي أكبر من الهدف، فليس من المنطق أن نبحث في هذا الفرع، حيث ستجعل عملية الإضافة أو الضرب، العدد أكبر مما هو عليه. تُعاد النتيجة إن كنا لا نزال أقل من العدد الهدف، فتحاول الدالة كلا الطريقتين اللتين تبدءان من العدد الحالي باستدعاء نفسها مرتين، واحدة للإضافة وأخرى للضرب، وتُعاد نتيجة الاستدعاء الأول إن كان أي شيء غير null، وإلا فيُعاد الاستدعاء الثاني بغض النظر عن إخراجها لسلسلة نصية أم null. ولفهم كيفية إخراج هذه الدالة للأثر الذي نريده، دعنا ننظر في الاستدعاءات التي تُجرى على دالة find، عند البحث عن حل للعدد 13: find(1, "1") find(6, "(1 + 5)") find(11, "((1 + 5) + 5)") find(16, "(((1 + 5) + 5) + 5)") too big find(33, "(((1 + 5) + 5) * 3)") too big find(18, "((1 + 5) * 3)") too big find(3, "(1 * 3)") find(8, "((1 * 3) + 5)") find(13, "(((1 * 3) + 5) + 5)") found! لاحظ أنّ الإزاحة في المثال السابق توضح عمق مكدس الاستدعاء. حيث تستدعي find في أول استدعاء لها باستدعاء نفسها للبحث عن حل يبدأ بـ (1+5)، وسيتعاود هذا الاستدعاء للبحث في كل حل ينتج عددًا أقل أو يساوي العدد الهدف. وتعيد null إلى الاستدعاء الأول بما أنها لن تجد ما يطابق الهدف، وهنا يتدخل عامل || ليتسبب في الاستدعاء الذي يبحث في (1*3)، ويكون هذا البحث هو أول استدعاء تعاودي داخل استدعاء تعاودي آخَر يصيب العدد الهدف. ويعيد آخر استدعاء فرعي سلسلة نصية، وتُمرر هذه السلسلة من قبل عامليْ || في الاستدعاء البيني intermediate call، مما يعيد لنا الحل في النهاية. الدوال النامية Growing Functions لدينا في البرمجة طريقتين لإدخال الدوال في البرامج، أولاهما أن تجد نفسك تكرر كتابة شيفرة بعينها عدة مرات، وهو أمر لا شك أنك لا تريد فعله، فيزيد وجود شيفرات كثيرة من احتمال ورود أخطاء أكثر في البرنامج، ومن الإرهاق المصاحب في البحث عنها، ووقتًا أطول في قراءة الشيفرة منك ومن غيرك ممن يحاول فهم برنامجك لتعديله أو للبناء عليه، لذا عليك أخذ تلك الشيفرة المتكررة وتسميها باسم يليق بها ويعجبك، ثم تضعها في دالة. أما الطريقة الثانية فهي حين تحتاج إلى بعض الوظائف التي لم تكتبها بعد، ويبدو أنها تستحق دالة خاصة بها، فتبدأ بتسمية هذه الدالة، ثم تشرع في كتابة متنها، وقد تبدأ في كتابة التعليمات البرمجية التي تستخدم الدالة قبل تعريف الدالةَ نفسها. واعلم أنّ مقياس وضوح المفهوم الذي تريد وضعه في هذه الدالة، هو مدى سهولة العثور على اسم مناسب للدالة! فكلما كان هدف الدالة واضحًا ومحددًا، سهل عليك تسميتها. ولنقل أنك تريد كتابة برنامج لطباعة عددين: عدد الأبقار، وعدد الدجاج في مزرعة، مع إتباع العدد بكلمة بقرة، وكلمة دجاجة بعده، ووضع أصفار قبل كلا العددين بحيث يكون طولهما دائمًا ثلاثة خانات، فهذا يتطلب دالةً من وسيطين، وهما: عدد الأبقار، وعدد الدجاج. 007 Cows 011 Chickens وهذا يتطلب دالة من وسيطين، هما: عدد الأبقار، وعدد الدجاج. function printFarmInventory(cows, chickens) { let cowString = String(cows); while (cowString.length < 3) { cowString = "0" + cowString; } console.log(`${cowString} Cows`); let chickenString = String(chickens); while (chickenString.length < 3) { chickenString = "0" + chickenString; } console.log(`${chickenString} Chickens`); } printFarmInventory(7, 11); إذا كتبنا length. بعد تعبير نصي، فسنحصل على طول هذا التعبير، أو هذه السلسلة النصية، وعليه ستضيف حلقات while التكرارية أصفارًا قبل سلاسل الأعداد النصية، لتكون ثلاثة محارف على الأقل. وهكذا، فقد تمت مهمتنا! ولكن لنفرض أنّ صاحبة المزرعة قد اتصلت بنا قبيل إرسال البرنامج إليها، وأخبرتنا بإضافة اسطبل إلى مزرعتها، حيث استجلبت خيولًا، وطلبت إمكانية طباعة البرنامج لبيانات الخيول أيضًا. هنا تكون الإجابة أننا نستطيع، لكن خطر لنا خاطر بينما نحن نوشك على نسخ هذه الأسطر الأربعة، ونلصقها مرةً أخرى، إذ لا بد من وجود طريقة أفضل، أي كما يأتي: function printZeroPaddedWithLabel(number, label) { let numberString = String(number); while (numberString.length < 3) { numberString = "0" + numberString; } console.log(`${numberString} ${label}`); } function printFarmInventory(cows, chickens, horses) { printZeroPaddedWithLabel(cows, "Cows"); printZeroPaddedWithLabel(chickens, "Chickens"); printZeroPaddedWithLabel(horses, "Horses"); } printFarmInventory(7, 11, 3); وهنا نجحت الشيفرة، غير أنّ اسم printZeroPaddedWithLabel محرج نوعًا ما، إذ يجمع في وظيفة واحدة، بين كل من: الطباعة، وإضافة الأصفار، وإضافة العنوان label، لذا بدلًا من إلغاء الجزء المكرر من البرنامج. دعنا نختر مفهومًا واحدًا فقط: function zeroPad(number, width) { let string = String(number); while (string.length < width) { string = "0" + string; } return string; } function printFarmInventory(cows, chickens, horses) { console.log(`${zeroPad(cows, 3)} Cows`); console.log(`${zeroPad(chickens, 3)} Chickens`); console.log(`${zeroPad(horses, 3)} Horses`); } printFarmInventory(7, 16, 3); حيث تسهل الدالة ذات الاسم الجميل والواضح مثل zeroPad، على الشخص الذي يقرأ الشيفرة معرفة ما تفعله، وهي مفيدة في مواقف أكثر من هذا البرنامج خاصة، إذ تستطيع استخدامها لطباعة جداول منسقة من الأعداد. لكن إلى أي حد يجب أن تكون الدالة التي تكتبها ذكية، بل إلى أي حد يجب أن تكون متعددة الاستخدامات؟ اعلم أنك تستطيع عمليًا كتابة أي شيء بدءًا من دالة بسيطة للغاية، حيث تحشو عددًا ليكون بطول ثلاثة محارف، إلى نظام تنسيق الأعداد المعمم والمعقد، والذي يتعامل مع الأعداد الكسرية، والأعداد السالبة، ومحاذاة الفواصل العشرية، والحشو بمحارف مختلفة، وغير ذلك. والقاعدة هنا، هي ألا تجعل الدالة تزيد في وظيفتها عن الحاجة، إلا إذا تأكدت يقينًا من حاجتك إلى تلك الوظيفة الزائدة، فقد يكون من المغري كتابة "أُطر عمل" frameworks عامة لكل جزء من الوظائف التي تصادفها، لكنا نهيب بك ألا تستجيب لهذه الرغبة، إذ لن تنجز أيّ عمل حقيقي لأيّ عميل ولا لنفسك حتى، وإنما ستكتب شيفرات لن تستخدمها أبدًا. الدوال والآثار الجانبية يمكن تقسيم الدوال إلى تلك التي تُستدعَى لآثارها الجانبية side effects، وتلك التي تُستدعَى لقيمتها المعادة -رغم أنه قد يكون للدالة آثار جانبية، وقيم معادة في الوقت نفسه-، فالدالة الأولى هي دالة مساعدة في مثال المزرعة السابق، حيث تُستدعَى printZeroPaddedWithLabel لأثرها الجانبي، فتطبع سطرًا؛ أما النسخة الثانية zeroPad، فتُستدعى لقيمتها المعادة. ولا شك أنّ الحالة الثانية مفيدة أكثر من الأولى، فتكون الدوال التي تنشئ قيمًا، أسهل في إدخالها وتشكيلها في صور جديدة عن تلك التي تنتج آثارًا جانبية مباشرة. ولدينا من ناحية أخرى، دالةً تسمى بالدالة النقية pure function، وهي نوع خاص من الدوال المنتجة للقيم، حيث لا تحتوي على آثار جانبية، كما لا تعتمد على الآثار الجانبية من شيفرة أخرى، فمثلًا، لا تقرأ هذه الدوال الرابطات العامة global bindings التي قد تتغير قيمتها. ولهذا النوع من الدوال خاصية فريدة، إذ تنتج القيمة نفسها إن استُدعيَت بالوسائط نفسها، ولا تفعل أي شيء آخر، وإضافةً إلى ما سبق، ولا يتغير معنى الشيفرة إن أزلنا استدعاء الدالة ووضعنا مكانه القيمة التي ستعيدها. وإن حدث وشككت في عمل دالة نقية، فيمكنك اختبارها ببساطة عن طريق استدعائها، واعلم أنها إذا عملت في هذا السياق، فستعمل في أي سياق آخر، إذ تحتاج الدوال غير النقية إلى دعامات أخرى لاختبارها. لكن مع هذا، فلا داعي للاستياء عند كتابة دوال غير نقية، أو تنفيذ عمليات تطهير لحذفها من شيفراتك، فقد تكون الآثار الجانبية مفيدة، وهذا يحدث في الغالب من حالات البرمجة. فمثلًا، لا توجد طريقة لكتابة نسخة نقية من console.log، ونحن نحتاج هذه الدالة أيما احتياج، كما سترى أثناء تمرسك في جافاسكربت لاحقًا، كذلك تسهل الآثار الجانبية من التعبير عن بعض العمليات بطريقة فعالة، لذا قد تكون الحاجة للسرعة سببًا لتجنب هذا النقاء في الدوال. خاتمة اطلعنا في هذا المقال على كيفية كتابة الدوال البرمجية التي تحتاجها عند تنفيذ مهمة، أو وظيفة متكررة في برامجك، وذلك باستخدام كلمة function المفتاحية التي تستطيع إنشاء قيمة دالة إذا استُخدمت على أساس تعبير؛ أما إذا استُخدمت على أساس تعليمة، فتكون للإعلان عن رابطة binding، وإعطائها دالة تكون قيمةً لها؛ كما نستطيع إنشاء الدوال أيضًا باستخدام الدوال السهمية. يُعَدّ أحد الجوانب الرئيسية في فهم الدوال هو فهم النطاقات، حيث تنشئ كل كتلة نطاقًا جديدًا، وتكون المعامِلات والرابطات المصرَّح عنها في نطاق معين محلية وغير مرئية من الخارج. كما تتصرف الرابطات المصرَّح عنها بـ var تصرفًا مختلفًا، حيث ينتهي بهم الأمر في أقرب نطاق دالي أو في النطاق العام. واعلم أنّ فصل المهام التي ينفذها برنامجك إلى دوال مختلفة يفيدك في انتفاء الحاجة إلى التكرار الزائد عن الحد، وسترى أنّ الدوال مفيدة في تنظيم البرنامج، إذ تجمع تجميع الشيفرة في أجزاء تنفذ أشياءً محددة. ترجمة -بتصرف- للفصل الثالث من كتاب Elequent Javascript لصاحبه Marijn Haverbeke.