php 101 البرمجة كائنية التوجه (Object Oriented Programming) في PHP


عبد اللطيف ايمش

كان الغرض من البرمجة الكائنية (Object oriented programing اختصارًا OOP) هو السماح للمبرمجين بتسهيل تقسيم البرامج حسب وظيفتها؛ فالمبرمجون يُنشؤون "كائنات" ويضبطون بعض الخاصيات ثم يطلبون من تلك الكائنات أن تقوم بأشياءٍ معيّنة. مثلًا لدينا "الأكواب" عبارة عن كائنات، وتلك الأكواب لها خاصيات معيّنة مثل المادة المصنوعة منها (زجاج، أو بلاستيك، أو معدن) والسعة القصوى لها، كما يمكن إجراء عمليات عليها مثل ملء كوب. لكن عمومًا تنطوي كل تلك الأنواع تحت لواء "الأكواب" وإن اختلفت خاصياتها. 

oop-in-php.png

أنُشِئت الأصناف (classes) في PHP لغرض التجريد (abstraction) والتغليف (encapsulation). والصنف هو مجموعة من المتغيرات والدوال التي تؤدي وظيفة مشابهة؛ وتساعد الأصناف في تجنب المشاكل الأمنية وذلك بفصل الواجهة (interface) عن طريقة التطبيق (implementation)، وتضيف الأصناف قيودًا إلى الوصول إلى المتغيرات والدوال. 

يُعرَّف الصنف بكتابة الكلمة المحجوزة class يليها اسم الصنف، ومن المستحسن اتباع طرق الكتابة التقليدية في أسماء الأصناف، حيث يبدأ اسم الصنف بحرفٍ كبير؛ هذا مثالٌ عن تعريف صنف بسيط:

<?php
class SimpleClass
{
  // التعليمات البرمجية
}
?>

الشيفرة الموجودة ضمن الصنف لا تنفذ مباشرةً، إذ علينا أولًا أن قومة بإنشاء بإشاء كائن (object) من ذاك الصنف، الكائن هو نسخة من الصنف تكون جميع متغيرات ودوال ذاك الصنف جزءًا من خاصياتها (properties). يمكن إنشاء كائن من صنف كالآتي:

object_name = new ClassName();

الخاصيات والدوال

المتغيرات التي تكون عضوًا بالصنف تسمى خاصيات (properties)، وتُعرَّف عبر استخدام إحدى محددات الوصول public (عام) أو protected (محمي) أو private (خاص)، ويأتي بعدها التعريف الاعتيادي للمتغيرات، ويمكن أن تُسنَد القيم إليها مباشرةً، لكن يجب أن تكون تلك القيم ثابتة، أي لا تحتوي تعابير رياضية أو قيم معادة من دوال. 

أما الدوال الأعضاء في الأصناف، فتسمى توابع methods، وتُعرَّف كغيرها من الدوال، لكن مع الانتباه إلى ضرورة تحديد مجال الدالة (عامة أو محمية أو خاصة) كما في المثال الآتي:

<?php
class SimpleClass
{
    // تعريف متغير أو خاصية
    public $var = 'a default value';

    // تعريف دالة
    public function displayVar() {
        echo $this->var;
    }
}
?>

المتغير ‎$this متوفر داخل دوال الصنف تلقائيًا (أي ليس عليك إنشاؤه)، وهو يشير إلى الكائن الذي قام بإنشاء نسخة من الصنف، ويُستعمل للوصول إلى الخاصيات أو الدوال الموجودة في الصنف. لاحظ عدم وجود رمز الدولار ($) قبل اسم المتغير عند الوصول إليه عبر ‎$this

مثالٌ عن ما سبق:

<?php
class ClassName
 {
     // تعريف متغير public
     public $class_variable;

     // الدالة البانية
     function __construct()
     {
         $this->class_variable = 60 * 60;
         echo "this is the constructor <br>";
     }

     // إعادة متغير في الصنف
     function get_global()
     {
         return $this->class_variable;
     }

     // تعديل متغير في الصنف
     function set_global($value)
     {
         $this->class_variable = $value;
     }

     // إظهار قيمة متغير في الصنف
     public function reset_display()
     {
         $this->private_function();
         echo $this->get_global()." <br>";
     }

     // دالة خاصة
     private function private_function()
     {
         $this->class_variable = 60 * 60;
     }

 } 

 $object_name = new ClassName();
 echo $object_name->get_global()."<br>";
 $object_name->set_global(231);
 echo $object_name->get_global()."<br>";
 $object_name->reset_display();
?>

لاحظ المفاهيم الآتية في المثال السابق التي شرحنا بعضها أعلاه:

  • المتغير الذي يكون متاحًا للوصول في كل الصنف (‎$class_variable) يُعرَّف بالكلمة المحجوزة public؛ أما المتغيرات المحلية المُعرَّفة داخل دالة لا يمكن الوصول إليها إلا من تلك الدالة.
  • يمكن الوصول إلى متغيرات أو دوال الصنف باستخدام ‎$this->variable_name;‎ و ‎$this->function_name();‎ على التوالي وبالترتيب. إذ أنَّ ‎$this يُشير إلى الصنف نفسه.
  • الدالة البانية (constructor) هي دالة ذات معنى خاص في الأصناف؛ حيث تُشغَّل هذه الدالة عندما نُنشِئ كائنًا من ذاك الصنف، ويمكن أيضًا إرسال وسائط إلى الدالة البانية. سنشرح الدالة البانية والهادمة لاحقًا.

ناتج السكربت السابق:

it is constructor 
3600
231
3600

ملاحظة: لا يُنصح بتعديل قيم خاصيات الفئات يدويًا، وإنما استعمل دوالًا خاصةً لهذا الغرض، فمثلًا لو كان عندك صنفٌ وظيفته حساب كمية الماء اللازمة لمدينة ما، ولديك خاصية اسمها population تُمثِّل عدد سكان المدينة، فلا تسمح بالوصول إليها مباشرةً، وإنما اكتب دالةً اسمها setPopulation مثلًا، واجعلها تُعدِّل قيمة عدد السكان وكل ما يتعلق بها من الحسابات تلقائيًا:

$obj->setPopulation(200000); 

الوراثة

نحاول دومًا عندما نبرمج ألّا نعيد كتابة الشيفرة مرارًا وتكرارًا، وأن نفصل بين تطبيق الشيفرة والواجهة (interface) لأسباب تتعلق بالحماية. الخيار الجديد المتاح أمامنا الآن هو استعمال الوراثة للقيام بالأمور السابقة بكفاءة. 

الوراثة في البرمجة كالوراثة في حياتنا، إذ يرث والدك بعض الخاصيات من جدك ويُعدِّلها أيضًا، وأنت أيضًا ترث بعض الخاصيات من والدك وتعدلها وتضيف غيرها. تسمى هذه العملية في البرمجة بالمصطلح inheritance. يمكن لأي صنف أن يوسِّع أو يشتق (extend) أصنافًا أخرى ويمكنه أن يصل إلى المتغيرات والدوال العامة والمحمية فيها فقط (أي لا يستطيع أن يصل إلى الدوال الخاصة private).

<?php
 /**
 * الوراثة في PHP
 */
 class Grandfather
 {
     // متغير عام 
     public $global_variable;
     // الدالة البانية للصنف grandfather
     function __construct()
     {
         $this->global_variable = 56;
         echo "I am grandfather <br>";
     }
     function default_function()
     {
         echo "this is default function in grandfather <br>";
     }
     private function private_function()
     {
         echo "this is private function in grandfather <br>";
     }
     protected function protected_function()
     {
         echo "this is protected function in grandfather <br>";
     }
     public function public_function()
     {
         echo "this is public function in grandfather <br>";
     }
 }
 /**
 * هذا صنف فرعي مشتق من الصنف  Grandfather
 * وسيرث كل خاصياته عدا الخاصة (private) منها
 */
 class Father extends Grandfather
 {
     // متغير عام
     public $father_var;
     function __construct()
     {
         // السطر الآتي مساوٌ للسطر => parent::__construct();
         Grandfather::__construct();
         $this->father_var = 256;
         echo "I am father <br>";
     }
     public function display_all()
     {
         $this->default_function();
         $this->protected_function();
         $this->public_function();
         echo "I am father's display_all <br>";
         parent::public_function();
     }
 }
 /**
 * هذا الصنف الابن يرث من الصنف الأب
 * ويرث أيضًا (بشكلٍ غير مباشر) من الصنف الجد
 */
 class Child extends Father
 {
     // الدالة البانية في الصنف الابن
     function __construct()
     {
         Grandfather::__construct();
         echo "I am child <br>";
     }
     // يُعدِّل الابن في دالة موجودة في الأب
     // تسمى هذه العملية «إعادة تعريف الدوال»
     function display_all()
     {
         echo "function from father<br>";
         // استدعاء دالة من الصنف الأب
         parent::display_all();
         echo "new added in child<br>";
     }
 }
 $obj = new Father();
 $obj->display_all();

 echo "<br><br><br>Child object call<br><br>";
 $obj2 = new Child();
 $obj2->display_all();
?>

الناتج:

I am grandfather 
I am father 
this is default function in grandfather 
this is protected function in grandfather 
this is public function in grandfather 
I am father's display_all 
this is public function in grandfather 
Child object call
I am grandfather 
I am child 
function from father
this is default function in grandfather 
this is protected function in grandfather 
this is public function in grandfather 
I am father's display_all 
this is public function in grandfather 
new added in child

يعطي المثال السابق صورةً كاملةً عن الوراثة، لنحاول فهمه:

  • الصنف Child يرِث من الصنف Father، الذي بدوره يرث الصنف Grandfather؛ وهذا يُسمى الوراثة متعددة المستويات.
  • الصنف الفرعي (subclass أي الصنف الذي يقوم بالوراثة) يمكنه الوصول إلى جميع الخاصيات غير الخاصة (private) للصنف الموروث (يسمى أيضًا superclass).
  • يمكن للصنف الفرعي أن يستدعي دوال الصنف الموروث عبر استعمال الصيغة الآتية parent::function_name()‎ (يمكن استعمالها لمستوى وراثة وحيد فقط، أي يمكن للصنف Child أن يستعملها لاستدعاء دوال الصنف Father، ويمكن للصنف Father أن يستعملها للصنف Grandfather؛ لكن لا يمكن أن يستعملها الصنف Child لاستدعاء دوال الصنف Grandfather.) أو الصيغة الآتية SuperClass_name:function_name()‎ التي يمكن استعمالها لاستدعاء دوال الصنف Grandfather من الصنف Child.
  • يمكن أن يُعدِّل الصنف الفرعي في دوال الصنف الأب، وذلك يُعرَف بإعادة التعريف (overriding).
  • لا تدعم لغة PHP الوراثة المتعددة؛ أي لا يمكن للصنف أن يرث أكثر من صنف واحد.

محددات الوصول

لقد تطرقنا سابقًا إلى موضوع محددات الوصول بشكل مبسط، حان الوقت الآن لشرحها بالتفصيل. 

هنالك كلماتٌ محجوزةٌ تسمى محددات الوصول توضع قبل تعريف المتغيرات أو الدوال الأعضاء في الصنف، وتعيّن مَن الذي يستطيع الوصول إلى ذاك المتغير أو الدالة، وهي:

  • public (عام): ذاك المتغير أو الدالة يمكن الوصول إليه من داخل الصنف أو من خارجه
  • private (خاص): لا يمكن الوصول إلى المتغير أو الدالة إلا من داخل الصنف نفسه
  • protected (محمي): يسمح بالوصول إلى المتغير أو الدالة من الصنف نفسه والصنف المُشتَق منه فقط
  • final (نهائي): هذه الدالة لا يمكن إسناد قيمة أخرى إليه أو تعريفها في الأصناف المُشتقَة (لا يمكن استخدام final مع الخصائص/المُتغيّرات). 

نستعمل عادةً المُحدِّد public للخاصيات أو الدوال التي تريد الوصول إليها من خارج الصنف، أما private فتستعمل للأجزاء الداخلية التي لا يلزم الوصول إليها من خارج الصنف، أما protected فهي للخاصيات التي تستعمل في بنية الصنف (كما في private) لكن من المقبول توريثها إلى أصنافٍ أخرى كي يعدلوها بما يلائم.

فمثلًا، لو كنا نكتب صنفًا للاتصال بقاعدة البيانات، فسيكون مقبض الاتصال (connection handle) لقاعدة البيانات مخزنًا في متغير خاص، لأنه يستعمل داخل الصنف فقط، ولا يجب أن يكون متوفرًا لمستخدم هذا الصنف؛ أما عنوان الشبكة لمضيف خادوم قواعد البيانات، فهو خاص بالصنف، ولا يجب على المستخدم تعديله، لكن من المقبول تعديله من صنفٍ يرث هذا الصنف. أما الطلبيات التي تُجرى على قاعدة البيانات، فيجب أن تكون عامة، كي يستطيع مستخدم الصنف الوصول إليها.

الدالة البانية والدالة الهادمة

ذكرنا الدالة البانية سابقًا ومررنا عليها سريعًا، وقلنا وقتها أنَّ الدالة البانية تُنفَّذ عند إنشاء كائن من الصنف، وهي مناسبة لعمليات تهيئة المتغيرات وإعطائها قيمةً ابتدائيةً. 

تحمل هذه الدالة اسم ‎__construct

يجدر بالذكر أنَّ الدالة البانية للصنف الأب لا تستدعى تلقائيًا عند إنشاء كائن للصنف الابن، ويجب استدعاؤها يدويًا عبر parent::__construct()‎ ضمن الدالة البانية للصنف الابن. لكن إن لم تُعرَّف دالة بانية للصنف الابن، فسيرث الدالة البانية للصنف الأب تلقائيًا. مثالٌ عليها سيوضح ما سبق:

<?php
class BaseClass {
   function __construct() {
       print "In BaseClass constructor\n";
   }
}

class SubClass extends BaseClass {
   function __construct() {
       parent::__construct();
       print "In SubClass constructor\n";
   }
}

class OtherSubClass extends BaseClass {
    // سيرث هذا الصنف الدالة البانية للصنف الأب
}

// ستنفذ الدالة البانية للصنف BaseClass
$obj = new BaseClass();

// ستنفذ الدالة البانية للصنف BaseClass
// وستنفذ الدالة البانية للصنف SubClass
$obj = new SubClass();

// ستنفذ الدالة البانية للصنف BaseClass
$obj = new OtherSubClass();
?>

أما الدالة الهادمة، فهي الدالة التي تُنفَّذ عندما لا يعود الكائن موجودًا، وتُعرَّف -كما الدالة البانية- بذكر اسمها ‎__destruct، ولا تستدعى الدالة الهادمة للصنف الأب إن أُعيد تعريفها في الصنف الابن.

<?php
class MyDestructableClass {
   function __construct() {
       print "In constructor\n";
       $this->name = "MyDestructableClass";
   }

   function __destruct() {
       print "Destroying " . $this->name . "\n";
   }
}

$obj = new MyDestructableClass(); // الناتج: In constructor
echo "We will destroy \$obj \n";
unset($obj); // الناتج: Destroying MyDestructableClass
echo '$obj Destroyed';
?>

معرفة نوع الكائنات

لقد رأيت كيف أنَّ الوراثة هي أمرٌ مهمٌ في البرمجة الكائنية، ولكن قد تختلط عليك الكائنات، ولن تدري لأي صنفٍ تنتمي. يأتي الحل مع الكلمة المحجوزة instanceof التي يمكن استعمالها كأحد المعاملات، فستُعيد TRUE إن كان الكائن المذكور اسمه على يسارها تابعًا لصنفٍ ما أو لصنفٍ مشتقٍ من الصنف المذكور على يمينها. على سبيل المثال:

$obj = new SubClass();
if ($obj instanceof SubClass) { }
if ($obj instanceof BaseClass) { }

ناتج العبارتان الشرطيتان السابقتان هو TRUE لأن ‎$obj هو كائنٌ ينتمي إلى الصنف SubClass (أول عبارة شرطية)، وينتمي إلى صنفٍ مشتقٍ من BaseClass (العبارة الشرطية الثانية). 

أما لو أردت أن تعلم إن كان الكائن ينتمي إلى صنفٍ مشتقٍ من الصنف المذكور، فاستعمل الدالة is_subclass_of()‎، الذي تقبل وسيطين، أولهما هو الكائن الذي سنختبره، والثاني هو اسم الصنف الأب.

<?php
class BaseClass {}
class SubClass extends BaseClass {}

$obj = new SubClass();

if ($obj instanceof SubClass) { echo 'instanceof is TRUE'; }
if (is_subclass_of($obj, 'SubClass')) { echo 'is_subclass_of is TRUE'; }
?>

ستجد أن instanceof في المثال السابق ستعطي TRUE، بينما ستعطي is_subclass_of()‎ القيمة FALSE، لأن ‎$obj ليس كائنًا لصنف مشتق من الصنف SubClass، وإنما هو من الصنف SubClass نفسه.

تحديد الصنف في معاملات الدوال

لنقل أنك تريد تمرير كائن من صنف معيّن إلى دالة، ولا تريد السماح بتمرير سلسلة نصية أو رقم لها بدلًا من الكائن ذي الصنف المحدد؛ تستطيع فعل ذلك بذكر اسم الصنف قبل المعامل أثناء تعريف الدالة، كما يلي:

<?php
class Numbers {
    public function print_random() {
        echo rand(, 10);
    }
}
class Chars {}

function random (Numbers $num) {
    $num->print_random();
}

$char = new Chars();
random($char); // fatal error:  Argument 1 passed to random() must be an instance of Numbers
?>

الدوال "السحرية"

عندما تشاهد دالةً يبدأ اسمها بشرطتين سفليتين، فاعلم أنها دالة سحرية (Magic function)، وهي متوفرة من PHP، وتحجز PHP جميع أسماء الدوال التي تبدأ بشرطتين سفليتين على أنها دالة سحرية، لذا يُنصَح بتجنب استعمال هذا النمط من التسمية لتلافي حدوث تضارب في المستقبل مع الدوال السحرية التي قد تعرفها الإصدارات الحديثة من PHP. 

لقد رأينا سابقًا الدالتين البانية ‎__construct()‎ والهادمة ‎__destruct()‎، وسنتحدث هنا عن الدوال ‎__get()‎ و ‎__set()‎ و ‎__call()‎ و ‎__toString()‎. 

تُعرَّف الدالتان ‎__get()‎ و ‎__set()‎ داخل الأصناف، تستعمل الدالة ‎__get()‎ عندما تحاول قراءة متغير غير مُعرَّف من متغيرات الصنف، وتُستعمَل الدالة ‎__set()‎ عند محاولة إسناد قيمة لمتغير غير موجود، انظر إلى المثال الآتي:

<?php
class MagicClass {
    public $name = 'Magic';
    private $age = 123;
    public function __get($var) {
        echo "getting: $var ";
        echo $this->$var;  
    }
    public function __set($var, $value) {
        echo "setting: $var to $value";
        $this->$var = $value; 
    }
}
$obj = new MagicClass();
echo $obj->name; // الناتج: Magic
$obj->age = 123; // أصبح بإمكاننا -باستعمال الدوال السحرية المُعرفة في الصنف- الوصول إلى متغير ذي وصولٍ خاص، لا يجدر بنا فعل ذلك عمومًا.
echo $obj->age; // الناتج: getting: age 123
echo $obj->last_name; // ستحاول الدالة __get الحصول على قيمة الخاصية last_name، لكنها غير موجودة، وسيظهر خطأ من مرتبة Notice لإشارة إلى ذلك.
?>

قد نستفيد من الدالتين ‎__get()‎ و ‎__set()‎ بإظهار رسالة خطأ عند محاولة الوصول إلى عناصر غير موجودة (أو لا يُمسَح لنا بالوصول إليها). 

أما دالة ‎__call()‎ فغرضها مشابه لغرض ‎__get()‎ إلا أنها تُستعمَل عند محاولة استدعاء دالة غير موجودة. 

ستستدعى الدالة السحرية ‎__toString()‎ في حال تمت محاولة طباعة الكائن كسلسلة نصية. هذه الدالة بسيطة جدًا وتعمل كما يلي:

<?php
class MagicClass {
    public function __toString() {
        return "I'm Magical! :-)";
    }
// ...
}
$obj = new MagicClass();
echo $obj;
?>

مصادر



1 شخص أعجب بهذا


تفاعل الأعضاء


لا توجد أيّة تعليقات بعد



يجب أن تكون عضوًا لدينا لتتمكّن من التعليق

انشاء حساب جديد

يستغرق التسجيل بضع ثوان فقط


سجّل حسابًا جديدًا

تسجيل الدخول

تملك حسابا مسجّلا بالفعل؟


سجّل دخولك الآن