لوحة المتصدرين

تُسِّهل البرمجة الكائنية كتابة شيفرات قابلة لإعادة الاستخدام وتجنب التكرار في مشاريع التطوير. إحدى الآليات التي تحقق بها البرمجة الكائنية هذا الهدف هي مفهوم الوراثة (inheritance)، التي بفضلها يمكن لصنفٍ فرعي (subclass) استخدام الشيفرة الخاصة بصنف أساسي (base class، ويطلق عليه «صنف أب» أيضًا) موجود مسبقًا. سيستعرض هذا الدرس بعض الجوانب الرئيسية لمفهوم الوراثة في بايثون، بما في ذلك كيفية إنشاء الأصناف الأساسية (parent classes) والأصناف الفرعية (child classes)، وكيفية إعادة تعريف (override) التوابع والخاصيات، وكيفية استخدام التابع ‎super()‎، وكيفية الاستفادة من الوراثة المتعددة (multiple inheritance). ما هي الوراثة؟ تقوم الوراثة على استخدام شيفرة صنف معين في صنف آخر أي يرث صنف يراد إنشاؤه شيفرة صنف آخر. يمكن تمثيل مفهوم الوراثة في البرمجة بالوراثة في علم الأحياء تمامًا، فالأبناء يرثون خاصيات معينة من آبائهم. ويمكن لطفل أن يرث طول والده أو لون عينيه بالإضافة إلى خاصيات أخرى جديدة خاصة فيه. كما يتشارك الأطفال نفس اسم العائلة الخاصة بآبائهم. ترث الأصناف الفرعية (subclasses، تُسمى أيضًا *الأصناف الأبناء [child classes]) التوابع والمتغيرات من *الأصناف الأساسية* (base classes، تسمى أيضًاالأصناف الآباء [parent classes]). مثلًا، قد يكون لدينا صنف أساسي يسمى ‎Parent‎ يحتوي متغيرات الأصناف ‎last_name‎ و ‎height‎ و ‎eye_color‎، والتي سيرثها الصنف الابن ‎Child‎. لمَّا كان الصنف الفرعي ‎Child‎ يرث الصنف الأساسي ‎Parent‎، فبإمكانه إعادة استخدام شيفرة ‎Parent‎، مما يسمح للمبرمج بكتابة شيفرة أوجز، وتقليل التكرار. الأصناف الأساسية تشكل الأصناف الأساسية أساسًا يمكن أن تستند إليه الأصناف الفرعية المُتفرِّعة منها، إذ تسمح الأصناف الأساسية بإنشاء أصناف فرعية عبر الوراثة دون الحاجة إلى كتابة نفس الشيفرة في كل مرة. يمكن تحويل أي صنف إلى صنف أساسي، إذ يمكن استخدامه لوحده، أو جعله قالبًا (نموذجًا). لنفترض أّنّ لدينا صنفًا أساسيًا باسم ‎Bank_account‎، وصنفين فرعيين مُشتقين منه باسم ‎Personal_account‎ و ‎Business_account‎. ستكون العديد من التوابع مشتركة بين الحسابات الشخصية (Personalaccount) والحسابات التجارية (Businessaccount)، مثل توابع سحب وإيداع الأموال، لذا يمكن أن تنتمي تلك التوابع إلى الصنف الأساسي ‎Bank_account‎. سيكون للصنف ‎Business_account‎ توابع خاصة به، مثل تابع مخصص لعملية جمع سجلات ونماذج الأعمال، بالإضافة إلى متغير ‎employee_identification_number‎ موروث من الصنف الأب. وبالمثل، قد يحتوي الصنف ‎Animal‎ على التابعين ‎eating()‎ و ‎sleeping()‎، وقد يتضمن الصنف الفرعي ‎Snake‎ تابعين إضافيين باسم ‎hissing()‎ و ‎slithering()‎ خاصين به. دعنا ننشئ صنفًا أساسيًا باسم ‎Fish‎ لاستخدامه لاحقًا أساسًا لأصناف فرعية تمثل أنواع الأسماك. سيكون لكل واحدة من تلك الأسماك أسماء أولى وأخيرة، بالإضافة إلى خصائص مميزة خاصة بها. سننشئ ملفًا جديدًا يسمى ‎fish.py‎ ونبدأ بالباني، والذي سنعرّف داخله متغيري الصنف ‎first_name‎ و ‎last_name‎ لكل كائنات الصنف ‎Fish‎، أو أصنافه الفرعية. class Fish: def __init__(self, first_name, last_name="Fish"): self.first_name = first_name self.last_name = last_name القيمة الافتراضية للمتغير ‎last_name‎ هي السلسلة النصية ‎"Fish"‎، لأننا نعلم أنّ معظم الأسماك سيكون هذا هو اسمها الأخير. لنُضف بعض التوابع الأخرى: class Fish: def __init__(self, first_name, last_name="Fish"): self.first_name = first_name self.last_name = last_name def swim(self): print("The fish is swimming.") def swim_backwards(self): print("The fish can swim backwards.") لقد أضفنا التابعين ‎swim()‎ و ‎swim_backwards()‎ إلى الصنف ‎Fish‎ حتى يتسنى لكل الأصناف الفرعية استخدام هذه التوابع. ما دام أنّ معظم الأسماك التي ننوي إنشاءها ستكون عظمية (أي أنّ لها هيكلا عظميًا) وليس غضروفية (أي أن لها هيكلًا غضروفيًا)، فيمكننا إضافة بعض الخاصيات الإضافية إلى التابع ‎__init__()‎: class Fish: def __init__(self, first_name, last_name="Fish", skeleton="bone", eyelids=False): self.first_name = first_name self.last_name = last_name self.skeleton = skeleton self.eyelids = eyelids def swim(self): print("The fish is swimming.") def swim_backwards(self): print("The fish can swim backwards.") لا يختلف بناء الأصناف الأساسية عن بناء أي صنف آخر، إلا أننا نصممها لتستفيد منها الأصناف الفرعية المُعرّفة لاحقًا. الأصناف الفرعية الأصناف الفرعية هي أصناف ترث كل شيء من الصنف الأساسي. هذا يعني أنّ الأصناف الفرعية قادرة على الاستفادة من توابع ومتغيرات الصنف الأساسي. على سبيل المثال، سيتمكن الصنف الفرعي ‎Goldfish‎ المشتق من الصنف ‎Fish‎ من استخدام التابع ‎swim()‎ المُعرّف في ‎Fish‎ دون الحاجة إلى التصريح عنه. يمكننا النظر إلى الأصناف الفرعية على أنها أقسام من الصنف الأساسي. فإذا كان لدينا صنف فرعي يسمى ‎Rhombus‎ (معيّن)، وصنف أساسي يسمى ‎Parallelogram‎ (متوازي الأضلاع)، يمكننا القول أنّ المعين (‎Rhombus‎) هو متوازي أضلاع (‎Parallelogram‎). يبدو السطر الأول من الصنف الفرعي مختلفًا قليلًا عن الأصناف غير الفرعية، إذ يجب عليك تمرير الصنف الأساسي إلى الصنف الفرعي كمعامل: class Trout(Fish): الصنف ‎Trout‎ هو صنف فرعي من ‎Fish‎. يدلنا على هذا الكلمةُ ‎Fish‎ المُدرجة بين قوسين. يمكننا إضافة توابع جديدة إلى الأصناف الفرعية، أو إعادة تعريف التوابع الخاصة بالصنف الأساسي، أو يمكننا ببساطة قبول التوابع الأساسية الافتراضية باستخدام الكلمة المفتاحية ‎pass‎، وهو ما سنفعله في المثال التالي: ... class Trout(Fish): pass يمكننا الآن إنشاء كائن من الصنف ‎Trout‎ دون الحاجة إلى تعريف أي توابع إضافية. ... class Trout(Fish): pass terry = Trout("Terry") print(terry.first_name + " " + terry.last_name) print(terry.skeleton) print(terry.eyelids) terry.swim() terry.swim_backwards() لقد أنشأنا كائنًا باسم ‎terry‎ من الصنف ‎Trout‎، والذي سيستخدم جميع توابع الصنف ‎Fish‎ وإن لم نعرّفها في الصنف الفرعي ‎Trout‎. يكفي أن نمرر القيمة ‎"Terry"‎ إلى المتغير ‎first_name‎، أما المتغيرات الأخرى فقد جرى تهيئتها سلفًا. عند تنفيذ البرنامج، سنحصل على المخرجات التالية: Terry Fish bone False The fish is swimming. The fish can swim backwards. لننشئ الآن صنفًا فرعيًا آخر يعرّف تابعًا خاصا به. سنسمي هذا الصنف ‎Clownfish‎. سيسمح التابع الخاص به بالتعايش مع شقائق النعمان البحري: ... class Clownfish(Fish): def live_with_anemone(self): print("The clownfish is coexisting with sea anemone.") دعنا ننشئ الآن كائنًا آخر من الصنف ‎Clownfish‎: ... casey = Clownfish("Casey") print(casey.first_name + " " + casey.last_name) casey.swim() casey.live_with_anemone() عند تنفيذ البرنامج، سنحصل على المخرجات التالية: Casey Fish The fish is swimming. The clownfish is coexisting with sea anemone. تُظهر المخرجات أنّ الكائن ‎casey‎ المستنسخ من الصنف ‎Clownfish‎ قادر على استخدام التابعين ‎__init__()‎ و ‎swim()‎ الخاصين بالصنف ‎Fish‎، إضافة إلى التابع ‎live_with_anemone()‎ الخاص بالصنف الفرعي. إذا حاولنا استخدام التابع ‎live_with_anemone()‎ في الكائن ‎Trout‎، فسوف يُطلق خطأ: terry.live_with_anemone() AttributeError: 'Trout' object has no attribute 'live_with_anemone' ذلك أنَّ التابع ‎live_with_anemone()‎ ينتمي إلى الصنف الفرعي ‎Clownfish‎ فقط، وليس إلى الصنف الأساسي ‎Fish‎. ترث الأصناف الفرعية توابع الصنف الأساسي الذي اشتُقَّت منه، لذا يمكن لكل الأصناف الفرعية استخدام تلك التوابع. إعادة تعريف توابع الصنف الأساسي في المثال السابق عرّفنا الصنف الفرعي ‎Trout‎ الذي استخدم الكلمة المفتاحية ‎pass‎ ليرث جميع سلوكيات الصنف الأساسي ‎Fish‎، وعرّفنا كذلك صنفًا آخر ‎Clownfish‎ يرث جميع سلوكيات الصنف الأساسي، ويُنشئ أيضًا تابعًا خاصًا به. قد نرغب في بعض الأحيان في استخدام بعض سلوكيات الصنف الأساسي، ولكن ليس كلها. يُطلَق على عملية تغيير توابع الصنف الأساسي «إعادة التعريف» (Overriding). عند إنشاء الأصناف الأساسية أو الفرعية، فلا بد أن تكون لك رؤية عامة لتصميم البرنامج حتى لا تعيد تعريف التوابع إلا عند الضرورة. سننشئ صنفًا فرعيًا ‎Shark‎ مشتقًا من الصنف الأساسي ‎Fish‎، الذي سيمثل الأسماك العظمية بشكل أساسي، لذا يتعين علينا إجراء تعديلات على الصنف ‎Shark‎ المخصص في الأصل للأسماك الغضروفية. من منظور تصميم البرامج، إذا كانت لدينا أكثر من سمكة غير عظمية واحدة، فيُستحب أن ننشئ صنفًا خاصًا بكل نوع من هذين النوعين من الأسماك. تمتلك أسماك القرش، على عكس الأسماك العظمية، هياكل مصنوعة من الغضاريف بدلاً من العظام. كما أنّ لديها جفونًا، ولا تستطيع السباحة إلى الوراء، كما أنها قادرة على المناورة للخلف عن طريق الغوص. على ضوء هذه المعلومات، سنعيد تعريف الباني ‎__init__()‎ والتابع ‎swim_backwards()‎. لا نحتاج إلى تعديل التابع ‎swim()‎ لأنّ أسماك القرش يمكنها السباحة. دعنا نلقي نظرة على هذا الصنف الفرعي: ... class Shark(Fish): def __init__(self, first_name, last_name="Shark", skeleton="cartilage", eyelids=True): self.first_name = first_name self.last_name = last_name self.skeleton = skeleton self.eyelids = eyelids def swim_backwards(self): print("The shark cannot swim backwards, but can sink backwards.") لقد أعدنا تعريف المعاملات التي تمت تهيئتها في التابع ‎__init__()‎، فأخذ المتغير ‎last_name‎ القيمة ‎"Shark"‎، كما أُسنِد إلى المتغير ‎skeleton‎ القيمة ‎"cartilage"‎، فيما أُسنِدَت القيمة المنطقية ‎True‎ إلى المتغير ‎eyelids‎. يمكن لجميع نُسخ الصنف إعادة تعريف هذه المعاملات. يطبع التابع ‎swim_backwards()‎ سلسلة نصية مختلفة عن تلك التي يطبعها في الصنف الأساسي ‎Fish‎، لأنّ أسماك القرش غير قادرة على السباحة للخلف كما تفعل الأسماك العظمية. يمكننا الآن إنشاء نسخة من الصنف الفرعي ‎Shark‎، والذي سيستخدم التابع ‎swim()‎ الخاص بالصنف الأساسي ‎Fish‎: ... sammy = Shark("Sammy") print(sammy.first_name + " " + sammy.last_name) sammy.swim() sammy.swim_backwards() print(sammy.eyelids) print(sammy.skeleton) عند تنفيذ هذه الشيفرة، سنحصل على المخرجات التالية: Sammy Shark The fish is swimming. The shark cannot swim backwards, but can sink backwards. True cartilage لقد أعاد الصنف الفرعي ‎Shark‎ تعريف التابعين ‎__init__()‎ و ‎swim_backwards()‎ الخاصين بالصنف الأساسي ‎Fish‎، وورث في نفس الوقت التابع ‎swim()‎ الخاص بالصنف الأساسي. الدالة ‎super()‎ يمكنك باستخدام الدالة ‎super()‎ الوصول إلى التوابع الموروثة التي أُعيدت كتابتها. عندما نستخدم الدالة ‎super()‎، فإننا نستدعي التابع الخاص بالصنف الأساسي لاستخدامه في الصنف الفرعي. على سبيل المثال، قد نرغب في إعادة تعريف جانب من التابع الأساسي وإضافة وظائف معينة إليه، ثم بعد ذلك نستدعي التابع الأساسي لإنهاء بقية العمل. في برنامج خاص بتقييم الطلاب مثلًا، قد نرغب في تعريف صنف فرعي ‎Weighted_grade‎ يرث الصنف الأساسي ‎Grade‎، ونعيد فيه تعريف التابع ‎calculate_grade()‎ الخاص بالصنف الأساسي من أجل تضمين شيفرة خاصة بحساب التقدير المرجّح (weighted grade)، مع الحفاظ على بقية وظائف الصنف الأساسي. عبر استدعاء التابع ‎super()‎، سنكون قادرين على تحقيق ذلك. عادة ما يُستخدم التابع ‎super()‎ ضمن التابع ‎__init__()‎، لأنّه المكان الذي ستحتاج فيه على الأرجح إلى إضافة بعض الوظائف الخاصة إلى الصنف الفرعي قبل إكمال التهيئة من الصنف الأساسي. لنضرب مثلًا لتوضيح ذلك، دعنا نعدّل الصنف الفرعي ‎Trout‎. نظرًا لأنّ سمك السلمون المرقَّط من أسماك المياه العذبة، فلنضف متغيرًا اسمه ‎water‎ إلى التابع ‎__init__()‎، ولنُعطه القيمة ‎"freshwater"‎، ولكن مع الحفاظ على باقي متغيرات ومعاملات الصنف الأساسي: ... class Trout(Fish): def __init__(self, water = "freshwater"): self.water = water super().__init__(self) ... لقد أعدنا تعريف التابع ‎__init__()‎ في الصنف الفرعي ‎Trout‎، وغيرنا سلوكه موازنةً بالتابع ‎__init__()‎ المُعرَّف سلفًا في الصنف الأساسي ‎Fish‎. لاحظ أننا استدعينا التابع ‎__init__()‎ الخاص بالصنف ‎Fish‎ بشكل صريح ضمن التابع ‎__init__()‎ الخاص بالصنف ‎Trout‎،. بعد إعادة تعريف التابع، لم نعد بحاجة إلى تمرير ‎first_name‎ كمعامل إلى ‎Trout‎، وفي حال فعلنا ذلك، فسيؤدي ذلك إلى إعادة تعيين ‎freshwater‎ بدلاً من ذلك. سنُهيِّئ بعد ذلك الخاصية ‎first_name‎ عن طريق استدعاء المتغير في الكائن خاصتنا. الآن يمكننا استدعاء متغيرات الصنف الأساسي التي تمت تهيئتها، وكذلك استخدام المتغير الخاص بالصنف الفرعي: ... terry = Trout() # تهيئة الاسم الأول terry.first_name = "Terry" # super() الخاص بالصنف الأساسي عبر __init__() استخدام print(terry.first_name + " " + terry.last_name) print(terry.eyelids) # المعاد تعريفها في الصنف الفرعي __init__() استخدام print(terry.water) # الخاص بالصنف الأساسي swim() استخدام التابع terry.swim() سنحصل على المخرجات التالية: Terry Fish False freshwater The fish is swimming. تُظهر المخرجات أنّ الكائن ‎terry‎ المنسوخ من الصنف الفرعي ‎Trout‎ قادر على استخدام المتغير ‎water‎ الخاص بتابع الصنف الفرعي ‎__init__()‎، إضافة إلى استدعاء المتغيرات ‎first_name‎ و ‎last_name‎ و ‎eyelids‎ الخاصة بالتابع ‎__init__()‎ المُعرَّف في الصنف الأساسي ‎Fish‎. يسمح لنا التابع ‎super()‎ المُضمن في بايثون باستخدام توابع الصنف الأساسي حتى بعد إعادة تعريف تلك التوابع في الأصناف الفرعية. الوراثة المُتعدِّدة (Multiple Inheritance) المقصود بالوراثة المتعددة هي قدرة الصنف على أن يرث الخاصيات والتوابع من أكثر من صنف أساسي واحد. هذا من شأنه تقليل التكرار في البرامج، ولكنه يمكن أيضًا أن يُعقِّد العمل، لذلك يجب استخدام هذا المفهوم بحذر. لإظهار كيفية عمل الوراثة المتعددة، دعنا ننشئ صنفًا فرعيًا ‎Coral_reef‎ يرث من الصنفين ‎Coral‎ و ‎Sea_anemone‎. يمكننا إنشاء تابع في كل صنف أساسي، ثم استخدام الكلمة المفتاحية ‎pass‎ في الصنف الفرعي ‎Coral_reef‎: class Coral: def community(self): print("Coral lives in a community.") class Anemone: def protect_clownfish(self): print("The anemone is protecting the clownfish.") class CoralReef(Coral, Anemone): pass يحتوي الصنف ‎Coral‎ على تابع يسمى ‎community()‎، والذي يطبع سطرًا واحدًا، بينما يحتوي الصنف ‎Anemone‎ على تابع يسمى ‎protect_clownfish()‎، والذي يطبع سطرًا آخر. سنُمرِّر الصنفين كلاهما بين قوسين في تعريف الصنف CoralReef، ما يعني أنه سيرث الصنفين معًا. دعنا الآن ننشئ كائنًا من الصنف CoralReef: ... great_barrier = CoralReef() great_barrier.community() great_barrier.protect_clownfish() الكائن ‎great_barrier‎ مُشتقٌ الصنف ‎CoralReef‎، ويمكنه استخدام التوابع من كلا الصنفين الأساسيين. عند تنفيذ البرنامج، سنحصل على المخرجات التالية: Coral lives in a community. The anemone is protecting the clownfish. تُظهِر المخرجات أنَّ التوابع من كلا الصنفين الأساسيين استُخدِما بفعالية في الصنف الفرعي. تسمح لنا الوراثة المُتعدِّدة بإعادة استخدام الشيفرات البرمجية المكتوبة في أكثر من صنف أساسي واحد. وإذا تم تعريف التابع نفسه في أكثر من صنف أساسي واحد، فإنّ الصنف الفرعي سيستخدم التابع الخاص بالصنف الأساسي الذي ظهر أولًا في قائمة الأصناف المُمرَّرة إليه عند تعريفه. رغم فوائدها الكثيرة وفعاليتها، إلا أنَّ عليك توخي الحذر في استخدام الوراثة المُتعدِّدة، حتى لا ينتهي بك الأمر بكتابة برامج مُعقَّدة وغير مفهومة للمبرمجين الآخرين. خلاصة تعلمنا في هذا الدرس كيفية إنشاء أصناف أساسية وفرعية، وكيفية إعادة تعريف توابع وخاصيات الأصناف الأساسية داخل الأصناف الفرعية باستخدام التابع ‎super()‎، إضافة إلى مفهوم الوراثة المتعددة. الوراثة هي إحدى أهم ميزات البرمجة الكائنية التي تجعلها متوافقة مع مبدأ DRY (لا تكرر نفسك)، وهذا يحسن إنتاجية المبرمجين، ويساعدهم على تصميم برامج فعالة وواضحة. هذه المقالة جزء من سلسة مقالات حول تعلم البرمجة في بايثون 3. ترجمة -وبتصرّف- للمقال Understanding Class Inheritance in Python 3 لصاحبته Lisa Tagliaferri اقرأ أيضًا المقالة التالية: كيفية تطبيق التعددية الشكلية (Polymorphism) على الأصناف المقالة السابقة: فهم متغيرات الأصناف والنسخ في بايثون 3 المرجع الشامل إلى تعلم لغة بايثون كتاب البرمجة بلغة بايثون

المُزخرفات من أعظم مميزات لغة بايثون، إذ تساعدك على بناء برنامجك باحترافية أكثر موفرة طريقة بسيطة لإضافة خاصيات جديدة للدالة. وهي ببساطة دوال تستطيع أن تعدل على دوال أخرى. تذكير ببعض المفاهيم الأساسية إذا لم تكن تعرف شيئا عن الدوال في لغة بايثون فيجب عليك العودة للدرس السابق الدوال في بايثون قبل أن تكمل قراءة هذا الدرس. تُعتبر الدوال في لغة بايثون كائنات من نوع الفئة الأولى أو First class objects. ما يعني أنّنا نستطيع القيام بالعديد من العمليات، وهي كالتالي: يُمكنك تعريف دالة داخل دالة أخرى يُمكنك أن تستدعي دالة داخل أخرى يُمكنك أن تقوم بتمرير دالة كمُعامل لدالة أخرى يُمكنك أن تُسند دالة لمُتغير يُمكنك إرجاع دالة داخل دالة أخرى بما أنّ المُزخرفات مُجرّد دوال فعلينا أن نبدأ من الأساس، لاحظ الدالة التالية: def say_hello(): print 'Hello!' عند استدعاء الدالة ستُطبع القيمة Hello على الشاشة، هذا ليس بالأمر المُعقد، الآن ماذا لو أردنا أن نعدل الدالة في جزء آخر من البرنامج لكي تطبع أشياء أخرى وتؤدي أغراضا أخرى قبل استدعاء الدالة أو بعد ذلك؟ يُمكن أن نعدّل الدالة مُباشرة، لكن هذا الأمر سيغير من طريقة سير البرنامج، إذ نريد أن نعدل الدالة في منطقة واحدة فقط من البرنامج وليس في كامل البرنامج، هذه المسألة تُحل بالمُزخرفات، وكما يدل اسمها فهي دوال تُزيّن وتُزخرف الدالة الأصلية، أي تُضيف عليها مهاما أخرى. سننشئ لهذه الدالة الآن مُزخرفا Decorator يقوم بطباعة Before قبل تنفيذ الدالة و After بعد تنفيذ الدالة، وذلك دون تعديل الدالة مُباشرة. انظر المثال التالي: def decorator(function): def function_decorator(): print 'Before' function() print 'After' return function_decorator الشيفرة أعلاه عبارة عن دالة تقبل دالة أخرى (الدالة التي نرغب بزَخرَفَتِها أو تزيينها) كمُعامل وبعدها نقوم بإنشاء دالة داخل هذه الدالة لطباعة القيمة Before ثم استدعاء الدالة الأصلية (المُعامل) بعدها طباعة After وأخيرا إرجاع الدالة الجديدة (وهي نُسخة مزخرفة من الدالة الأصلية). بعدها يُمكننا أن نستخدم هذا المُزخرف لزخرفة أي دالة مهما كانت، انظر المثال التالي: # -*- coding: utf-8 -*- def decorator(function): # إنشاء الدالة المسؤولة عن الزخرفة def function_decorator(): # إنشاء الدالة التي ستكون نسخة مزخرفة من الدالة المُمرّرة في كمُعامل print 'Before' # طباعة جملة قبل تنفيذ الدالة function() # استدعاء الدالة print 'After' return function_decorator # إرجاع الدالة مُزَخْرَفَةً def say_hello(): # إنشاء دالة عادية print 'Hello!' say_hello = decorator(say_hello) # زخرفة الدالة say_hello() # استدعاء النُسخة المُزخرفة من الدالة توفر لنا لغة بايثون طريقة أكثر مرونة لزخرفة الدوال، وهي بوضع اسم المُزخرف مسبوقا بالحرف @ قبل تعريف الدالة. أي أنّ السّطر التالي: def say_hello(): print 'Hello!' say_hello = decorator(say_hello) # زخرفة الدالة يُمكن أن يكون كالتالي: @decorator def say_hello(): # إنشاء دالة عادية print 'Hello!' وبالتالي سنتمكن من زخرفة أي دالة نرغب بزخرفتها كالتالي: @decorator def say_hello(): print 'Hello!' @decorator def say_hi(): print 'Hi!' @decorator def say_name(): print 'Abdelhadi!' say_hello() say_hi() say_name() عند تنفيذ الشيفرة أعلاه ستكون المخرجات كالتالي: Before Hello! After Before Hi! After Before Abdelhadi! After مُلاحظة: إذا كانت للدالة معاملات فما عليك إلا استخدام args* التي سبق وتحدثنا عنها في الدرس السابق. # -*- coding: utf-8 -*- def decorator(function): # إنشاء الدالة المسؤولة عن الزخرفة def function_decorator(*args): # إنشاء الدالة التي ستكون نسخة مزخرفة من الدالة المُمرّرة كمُعامل print 'Before' # طباعة جملة قبل تنفيذ الدالة function(*args) # استدعاء الدالة print 'After' return function_decorator # إرجاع الدالة مُزَخْرَفَةً لاحظ الدالتين function_decorator و function. أمثلة على المزخرفات في لغة بايثون إذا فهمت مبدأ المزخرفات فستستطيع أن تتعامل مع الدوال بمرونة عالية، وإليك بعض الأمثلة لاستخدام المُزخرفات لتأدية بعض المهام البسيطة: حساب مدة تنفيذ دالة إذا فهمت جيدا مبدأ المُزخرفات فستلاحظ بأنّك تستطيع تنفيذ مهام قبل تنفيذ الدالة ومهام بعد تنفيذها، ومما سبق نستنتج بأنّنا نستطيع أن نقوم بحفظ الوقت الحالي في مُتغير ثم تنفيذ الدالة وبعدها نقوم بحساب الفرق بين الوقت السابق والوقت الحالي، ما سيُرجع المُدة المُستغرقة لتنفيذ الدالة. البرنامج التالي مثال على مُزخرف لحساب مُدة دالة تطبع الجملة !Hello World مليون مرّة. # -*- coding: utf-8 -*- import time # جلب مكتبة الوقت لاستعمال دوال الوقت def function_time(function): def function_decorator(*args): start_time = time.time() # الحصول على وقت البداية function(*args) end_time = time.time() # الحصول على الوقت بعد نهاية التنفيذ # طباعة اسم الدالة والفرق بين وقت البداية ووقت النهاية print '%s function took %0.3f s' % (function.func_name, (end_time - start_time)) return function_decorator # إرجاع الدالة مُزَخْرَفَةً # زخرفة الدالة المسؤولة عن الطباعة مليون مرة @function_time def print_million_times(): for i in range(0, 1000000): print 'Hello World! 1,000,000 times!' print_million_times() البرنامج أعلاه سيطبع الجملة مليون مرة ثم يعرض الوقت المُستغرق لإنجاز العملية. الجملة الأخيرة ستكون شيئا كالتّالي: print_million_times function took 69.584 s ملاحظات: نستعمل التابع func_name للحصول على اسم الدالة المُمررة كمعامل، ويكون على شكل سلسلة نصية. نستعمل الجملة time.time للحصول على الوقت بالثواني، عدد الثواني الذي تنتجه الجملة هو عدد الثواني الذي مرّ منذ سنة 1970. يُمكنك استعمال هذا المُزخرف مع أي دالة تريد فقط اكتب اسم المُزخرف مسبوقا بالحرف @ ثم عرف الدالة بعده، وستحصل على الوقت المُستغرق لتنفيذ الدالة. حساب عدد مرات استدعاء دالة يُمكننا أن نستخدم المُزخرفات للحصول على عدد المرات التي استدعيت فيها دالة ما في برنامج مُعيّن، بحيث يحمل متغير قيمة العدد صفر، وفي كل مرة تستدعى فيها الدالة، فإن المُتغير يحمل القيمة مع زيادة بالعدد واحد، انظر المثال التالي. # -*- coding: utf-8 -*- # متغير العد n = 0 # المُزخرف def call_times(function): def decorated(): function() # استدعاء الدالة global n # جعل مُتغير العدّ عالميا n += 1 # زيادة قيمة المُتغير print 'Function was called', n, 'times' # طباعة قيمة المُتغير return decorated @call_times # زخرفة الدالة def func(): # إنشاء الدالة print 'Hello!' # استدعاء الدالة func() func() func() func() مُخرجات البرنامج أعلاه ستكون كالتالي: Hello! Function was called 1 times Hello! Function was called 2 times Hello! Function was called 3 times Hello! Function was called 4 times يُمكنك إصلاح الجمل من الناحية اللغوية بإضافة بعض العبارات الشرطية للبرنامج. إنشاء مزخرف لتنفيذ دالة عند تحقق شرط معين فقط يُمكنك أن تستعمل دالة تسجيل الدخول التي قُمنا بإنشائها كمُزخرف للدوال التي تحتاج لأن يكون المُستخدم مُسجلا دخوله. مثلا لنقل بأنّنا نريد أن نعرض على المُستخدم عدة خيارات بعضها يحتاج إلى تسجيل دخول المُستخدم وبعضها لا. الخيارات كالتّالي: تسجيل مُستخدم جديد (تسجيل الدخول غير مطلوب) طباعة جملة عشر مرات ( تسجيل الدخول غير مطلوب) الحصول على الوقت الحالي ( تسجيل الدخول غير مطلوب) طباعة اسم المُستخدم (تسجيل الدخول مطلوب) رؤية معلومات الحساب (تسجيل الدخول مطلوب) تعديل كلمة المرور (تسجيل الدخول مطلوب) مبدأ عمل البرنامج سيكون كالتالي: إنشاء الدوال المسؤولة عن الخيارات عرض الخيارات على المُستخدم زخرفة الدوال التي تطلب تسجيل المُستخدم بمُزخرف تسجيل الدخول المُزخرف سيتحقق من أنّ المُستخدم قد سجل دخوله، إذا كان الأمر كذلك، تنفّذ الدالة وإذا لم يتحقق الشرط فلا تنفذ. لنقل بأنّ اسم مُزخرف التحقق من تسجيل الدخول هو is_user_logged_in، ستكون الدوال التي تطلب تسجيل الدخول مُزَخْرَفَةً كالتالي: @if_user_logged_in def account_info(): print 'Username:', username, 'Password:', password تمارين تمرين 1 أنشئ دالة للجمع بين عددين، وبعدها أنشئ مُزخرفا يقوم بمُضاعفة النتيجة. تمرين 2 أنشئ دالة للحصول على قيم من المُستخدم وقم بزخرفة لطباعة جملة ترحيب قبل استدعاء الدالة وجملة توديع بعد استدعاءها. تمرين 3 أكمل البرنامج الخاص بالمثال الثالث (إنشاء مُزخرف لتنفيذ دالة عند تحقق شرط مُعين فقط). تفاصيل التمرين موجودة بالمثال.