المحتوى عن 'البرمجة كائنية التوجه'.



مزيد من الخيارات

  • ابحث بالكلمات المفتاحية

    أضف وسومًا وافصل بينها بفواصل ","
  • ابحث باسم الكاتب

نوع المُحتوى


التصنيفات

  • التخطيط وسير العمل
  • التمويل
  • فريق العمل
  • دراسة حالات
  • نصائح وإرشادات
  • التعامل مع العملاء
  • التعهيد الخارجي
  • مقالات عامة
  • التجارة الإلكترونية

التصنيفات

  • PHP
    • Laravel
    • ووردبريس
  • جافاسكريبت
    • Node.js
    • jQuery
    • AngularJS
    • Cordova
  • HTML5
  • CSS
    • Sass
    • إطار عمل Bootstrap
  • SQL
  • سي شارب #C
    • منصة Xamarin
  • بايثون
    • Flask
    • Django
  • لغة روبي
    • إطار العمل Ruby on Rails
  • لغة Go
  • لغة جافا
  • لغة Kotlin
  • برمجة أندرويد
  • لغة Swift
  • لغة R
  • سير العمل
    • Git
  • صناعة الألعاب
    • Unity3D
  • مقالات عامّة

التصنيفات

  • تجربة المستخدم
  • الرسوميات
    • إنكسكيب
    • أدوبي إليستريتور
    • كوريل درو
  • التصميم الجرافيكي
    • أدوبي فوتوشوب
    • أدوبي إن ديزاين
    • جيمب
  • التصميم ثلاثي الأبعاد
    • 3Ds Max
    • Blender
  • مقالات عامّة

التصنيفات

  • خواديم
    • الويب HTTP
    • قواعد البيانات
    • البريد الإلكتروني
    • DNS
    • Samba
  • الحوسبة السّحابية
    • Docker
  • إدارة الإعدادات والنّشر
    • Chef
    • Puppet
    • Ansible
  • لينكس
  • FreeBSD
  • حماية
    • الجدران النارية
    • VPN
    • SSH
  • مقالات عامة

التصنيفات

  • التسويق بالأداء
    • أدوات تحليل الزوار
  • تهيئة محركات البحث SEO
  • الشبكات الاجتماعية
  • التسويق بالبريد الالكتروني
  • التسويق الضمني
  • استسراع النمو
  • المبيعات

التصنيفات

  • إدارة مالية
  • الإنتاجية
  • تجارب
  • مشاريع جانبية
  • التعامل مع العملاء
  • الحفاظ على الصحة
  • التسويق الذاتي
  • مقالات عامة

التصنيفات

  • الإنتاجية وسير العمل
    • مايكروسوفت أوفيس
    • ليبر أوفيس
    • جوجل درايف
    • شيربوينت
    • Evernote
    • Trello
  • تطبيقات الويب
    • ووردبريس
    • ماجنتو
  • أندرويد
  • iOS
  • macOS
  • ويندوز

التصنيفات

  • شهادات سيسكو
    • CCNA
  • شهادات مايكروسوفت
  • شهادات Amazon Web Services
  • شهادات ريدهات
    • RHCSA
  • شهادات CompTIA
  • مقالات عامة

أسئلة وأجوبة

  • الأقسام
    • أسئلة ريادة الأعمال
    • أسئلة العمل الحر
    • أسئلة التسويق والمبيعات
    • أسئلة البرمجة
    • أسئلة التصميم
    • أسئلة DevOps
    • أسئلة البرامج والتطبيقات
    • أسئلة الشهادات المتخصصة

التصنيفات

  • ريادة الأعمال
  • العمل الحر
  • التسويق والمبيعات
  • البرمجة
  • التصميم
  • DevOps

تمّ العثور على 13 نتائج

  1. نواصل في هذا المقال استعراض أساسيات لغة جافا التي يحتاج كل مُطوّر أندرويد الإلمام بها. إذا لم تطّلع على الجزء الأول فأنصحك بقراءته أوّلا قبل مواصلة قراءة هذا المقال. المصفوفات في بعض الأحيان نحتاج إلى تخزين عدة بيانات من نفس النوع والتعامل معها، في هذه الحالة لا يتم استخدام عدة متغيرات للتعامل معها ولكن يتم استخدام المصفوفات Arrays. فالمصفوفات مجموعة متغيرات من نفس النوع وتربطها علاقة ببعضها فيتم تخزينها داخل متغير واحد من النوع مصفوفة، ويتم تعريف المصفوفة بالشكل التالي DataType [] arrayName = new DataType [arraySize]; فمثلا لتعريف مصفوفة من النوع int وتحتوي على 6 عناصر: int [] numArr = new int [6]; هكذا تم حجز 6 أماكن في الذاكرة للمصفوفة numArr، وللوصول لهذه الأماكن للتخزين فيها أو التعامل مع قيمها. numArr[0] = 10; numArr[1] = 5; ... numArr[5] = 3; والعنصر الأول يبدأ من صفر وتنتهي العناصر عند الرقم 5 لتصبح ست عناصر، ويتم التعامل بعد ذلك مع عناصر المصفوفة مثل المتغيرات فمثلًا لجمع رقم ما على إحدى قيمها numArr[3] = numArr[0] + 4; ويتم احتساب خطأ إذا تم الوصول إلى عنصر خارج حدود المصفوفة التي تم تعريفها مثل: numArr[7] = 2 ; //Error وتصنف النوع السابق من المصفوفات على أنه من المصفوفات الساكنة التي عند تحديد عدد عناصرها عند تعريفها فلا يمكن زيادة هذا العدد أو إزالة عناصر من المصفوفة. الدوال الدالة هي مجموعة من الأوامر التي تنفذ فقط عندما نقوم باستدعائها وتستخدم للقيام بالأوامر التي يتكرر استخدامها في مواضع مختلفة في البرنامج بسهولة دون إعادة كتابة الأسطر البرمجية مجددًا مما يجعل البرنامج أكثر وضوحًا. تتميز جافا باحتوائها على مجموعة كبيرة من الدوال الجاهزة التي يمكنك استعمالها مباشرة، كما يمكننا من إنشاء دوال خاصة تؤدي وظائف محددة. تعريف الدوال يتم على النحو التالي AccessModifier ReturnType methodName ( parameters List){ //Do some Actions here } ويحدد AccessModifier طريقة الوصول لهذه الدالة. ونوع البيانات التي سترجعه الدالة يتم تحديده في ReturnType. ثم يتم تحديد الاسم الخاص بالدالة، والـ parameters هي البيانات التي يتم تمريرها للدالة. public int add( int a , int b ) { int sum = a + b; return sum; } في المثال السابق كلمة public تعني أن هذه الدالة يمكن استدعاؤها من أي مكان في البرنامج وهي عكس private والتي تعني أن هذه الدالة لا يمكن استدعاؤها إلا من داخل الصّنف class الذي قام بتعريفها. بعد ذلك تم تحديد النوع الذي ستعيده الدالة عند استدعائها وهو int، والاسم الخاص بهذه الدالة add وتأخذ هذه الدالة قيمتين من النوع int لتعيد ناتج جمعهما. لاستدعاء هذه الدالة من أي مكان داخل البرنامج يتم كتابة اسم الدالة كما بالشكل: int result = add (10 , 15); الأصناف وهو الوحدة الأساسية المبني عليها باقي مفاهيم البرمجة كائنية التّوجّه، وهو عبارة عن وعاء كبير يحتوي على متغيرات ودوال وكائنات. وعند تعريف صنف Class جديد يصبح لديك نوع بيانات جديد يمكنك استخدامه مع باق الأنواع الموجودة بالفعل. لتعريف صنف يتم كتابة كلمة class واختيار اسم له، ثم فتح أقواس تحدد بدايته ونهايته. class ClassName { } تسمى المتغيرات التي يتم تعريفها داخل الصّنف بالخصائص attributes، وتسمى الدوال بالتّوابع methods (يعني سنستعمل "دالة" و "تابع" للدّلالة على نفس المفهوم). وتسمى المتغيرات من الأصناف بالكائنات Objects، فلا يمكن إنشاء كائن دون وجود صنف له. إذا أردنا أن نكتب برنامجًا يعبر عن مكتبة وما تحتويه من كتب فيمكن اعتبار الكتاب على أنه كائن ولإنشاء هذا الكائن ينبغي وجود Class له يحتوي على الخصائص الأساسية لجميع الكتب. class Book{ private String bookName; private String authorName; private int bookCode; public void setBookName(String name){ bookName = name; } public String getBookName(){ return bookName; } public void setAuthorName(String name){ authorName = name; } public String getAuthorName(){ return authorName; } public void setBookCode(int code){ bookCode= code } public int getBookCode(){ return bookCode; } } هكذا قمنا بصنع الصّنف الأساسي لجميع الكتب ويحتوي على خصائص مثل اسم الكتاب واسم الكاتب وهذه البيانات معرّفة private أي كما ذكرنا سابقًا لا يمكن الوصول لها أو تغييرها إلا داخل الصّنف المعرّفة بداخله فقط، وهناك عدة توابع فمنها ما يقوم بتخزين قيم في المتغيرات الخاصة بصنف ومنها ما يعيد القيم المخزنة. لاحظ أننا قمنا بتعريف التوابع كـ public وذلك حتى نستطيع الوصول لها واستدعائها من أي مكان في البرنامج. هناك بعض الدوال التي تم تعريف نوع المُخرجات returnType لها من النوع void وتعني أنها لا تعيد شيئًا. ولإنشاء كائن من هذا الصّنف نكتب: Book b1 = new Book(); Book book2 = new Book(); النصف الأيسر كما اعتدنا سابقًا عند إنشاء متغير جديد، أما النصف الأيمن فيتكون من شقين كلمة new وتعني إنشاء هذا المتغير وحجز مساحة له في الذاكرة واسم الصّنف وبعده أقواس وهو ما يسمى بالـ Constructor. ولأي من هذه الكائنات إذا أردنا وضع قيم للخصائص التي بداخلها يتم على النحو التالي: b1.setBookName(“Learn Java”); book2.setBookName(“Intro to programming Language”); book2.setBookCode(101); String name = b1.getBookName(); وهذه بعض الأمثلة لكيفية استدعاء التّوابع المختلفة من داخل class وباستخدام الكائن، لكل كائن خصائصه الخاصة لا يتشارك فيها مع باق الكائنات التي من نفس Class فلكل منها اسم كتاب يتم تخزين فيه نص معين لا يتشاركان فيه. ولاستدعاء التوابع يتم استخدام (.) بعد اسم الكائن ثم كتابة اسم التابع وتمرير المتغيرات التي تتعامل معها إن وجدت حسب تعريفنا للتّابع داخل الصّنف. لاحظ أن عند إنشاء صنف جديد نبدأ اسمه بحرف كبير دائمًا، ويمكنك إنشاء أي عدد من الكائنات من الصّنف كما ذكرنا في المثال السابق. تابع البناء Constructor تتواجد داخل كل صنف تابع خاص يُدعى Constructor يتم استدعاؤه أثناء إنشاء كائن جديد فهو تابع مهم جدًا لإنشاء الكائنات ويقوم المترجم بإنشاء هذا تابع بناء فارغ بشكل افتراضي إذا لم يتم تعريفها من قبل المطوّر. وتكتب كالتالي: public ClassName(parameter List){ //Do some Actions here } يجب أن يكون اسم تابع البناءconstructor نفس اسم الصنف ومن النوع public ويمكنك تعريف أكثر من constructor داخل نفس الصّنف ولا يوجد نوع إرجاع returnType لـلـ constructor. يمكننا من خلال constructor إدخال قيم مباشرة في الخصائص الموجودة في الكائن بدلًا من استدعاء دالة لكل خاصية. class Book{ private String bookName; private String authorName; private int bookCode; public Book(String name,String author,int code){ bookName = name; authorName = author; bookCode = code; } public String getBookName(){ return bookName; } public String getAuthorName(){ return authorName; } public int getBookCode(){ return bookCode; } } في كل مرة يتم إنشاء كائن جديد، يجب استدعاء تابع البناء constructor حتى يتم إنشاء هذا الكائن. لإنشاء كائنات بعد هذا التعديل: Book b1 = new Book (“Learn Java”,”M.K Dave”, 150); هنا تم تعريف كافة الخصائص لحظة إنشاء الكائن، ويتم التعامل مع هذا الكائن بشكل طبيعي كما تعاملنا معه مسبقًا. الوراثة يعتبر مفهوم الوراثة من أهم المفاهيم في البرمجة كائنية التّوجّه ويعني يمكننا إنشاء أصناف ترث من صنف آخر الخصائص والتّوابع المتواجدة به دون تعريفها من جديد، مما يسمح بالتركيز على الخصائص والتّوابع التي يتميز بها الصّنف الجديد. وتستخدم الكلمة extends لتطبيق مفهوم الوراثة: class Shape{ protected int width; protected int height; public void setWidth(int a){ width = a; } public void setHeight(int b){ height = b; } } إذا كان لدينا هذا الصّنف وهو يُمثل شكلًا عامًا له طول وعرض وأردنا أن ننشئ شكلًا آخر (مربع) يرث من هذا الصّنف ويضيف خصائص أكثر: class Square extends Shape{ public int getArea(){ return width * height; } } وبذلك أصبح Square يحتوي على الدالتين setWidth و setHeight بالإضافة للدالة الجديدة التي قام بتعريفها getArea، وبذلك استطعنا أن نعطي المزيد من الخصائص للشكل الجديد. وإذا أردنا أن نصنع شكلًا آخر (مثلث): class Triangle extends Shape{ public int getArea(){ return 0.5*width * height; } } لا يمكن للصّنف أن يرث من أكثر من أب. وبتطبيق هذا المفهوم على الدرس السابق نجد أن أندرويد يحتوي على صنف اسمه View وهو الأب لكل العناصر الخاصة بواجهة المستخدم ويحدد الخصائص الأساسية والمشتركة بينهم جميعًا ويرث منه العناصر الخاصة مثل TextView وهو View ولكن يعرض نصًا فقط أو Button وأيًضا View قابل للضغط ويقوم بمهمة محددة عند الضغط عليه. وإذا قمنا بالتعديل على المثال السابق واستخدمنا في Shape تابع البناء لتعريف الطول والعرض: class Shape{ protected int width; protected int height; public Shape(int a ,int b){ width = a; height = b; } } ينبغي علينا أن نعرف دالة بناء للصّنف التي ترث منه: class Square extends Shape{ public Shape(int w ,int h){ super(w,h); } public int getArea(){ return width * height; } } وتستخدم super لاستدعاء Constructor الخاص بالأب وتمرير له القيم التي يحتاجها، وذلك لأن عند إنشاء كائن من Square والذي يرث من Shape: Sqaure s = new Square(10,10); يتم بناء الأب أولًا Shape ثم الابن Square حتى يكتمل بناء الكائن s بشكل صحيح. لذا يتم تمرير في دالة البناء الخاصة بالابن ما تحتاجه دالة البناء الخاصة بالأب، ولم نقوم بذلك قبل التعديل لأننا كنا نستعمل دالة بناء فارغة في الأب. التحويل من نوع بيانات إلى آخر تمكننا لغات البرمجة من التحويل من نوع بيانات إلى آخر باستخدام مفهوم Casting، فمثلًا إذا كان لدينا متغير من النوع double: double d = 12.5478; ونريد تحويله إلى رقم صحيح: int x = (int) d; نفعل ذلك عن طريق كتابة نوع المتغير بين القوسين وبعدها اسم المتغير الذي نريد تحويله كما في المثال. وهناك بعض الشروط على التحويل بين الأنواع بهذه الطريقة فلا يمكن تحويل String إلى int مثلًا لاختلاف النوعين عن بعضهما. ويمكن تحويل من صنف إلى آخر شريطة أن يكون بينهما علاقة الوراثة. Shape sh = new Shape(15,15); Square s = (Square) sh; بهذا نكون قد وصلنا إلى نهاية هذا الدّرس، في انتظار تجربتكم وآرائكم. إن كانت لديك أيّة أسئلة فلا تتردّد في طرحها.
  2. توجد طرق متعددة لصنع تطبيقات لنظام تشغيل أندرويد ويُفضل المطوَرون كتابة التطبيقات باستخدام اللغة الرسمية وهي جافا لقدرتها على استغلال كافة موارد الهاتف وكفاءتها عند العمل. وتُستخدم لغات البرمجة لإعطاء الأوامر للحاسوب لتنفيذها وتتشابه مع اللغات الحقيقية في أنها بدلًا من أن تتواصل مع البشر فهي تتواصل مع الحاسوب ووصف الطريقة التي أرغب أن يعمل بها. يعتمد نظام تشغيل أندرويد على أساسيات لغة جافا ومكتباتها القوية بالإضافة إلى مكتبات أندرويد الخاصة، ويتم وضع الشيفرة المكتوبة بلغة جافا بعد أن يتم ترجمتها إلى صيغتها التنفيذية في ملف بامتداد apk جنبًا إلى جنب مع باقي الموارد من صور وملف androidManifest. البرمجة كائنية التوجه تتميز لغة جافا بأنها لغة سهلة التعلم وتٌصنف من اللغات عالية المستوى والتي نستطيع فهم أوامرها بسهولة، وهي من لغات البرمجة التي تدعم مفهوم البرمجة كائنية التّوجّه. والبرمجة كائنية التّوجّه تتكون من مجموعة من المفاهيم. في عالمنا الحقيقي يمكن التعامل مع أي شيء على أنه كائن، ولكل كائن صفات تميزه ولديه وظائف يستطيع القيام بها، فمثلًا الكاميرا كائن لها صفات مثل اللون والأبعاد والشركة المصنعة لها، ولها وظائف يستطيع القيام بها مثل التصوير أو تخزين وعرض الصورة. ويوجد أنواع عديدة من الكاميرات لذا يتم وضع التصميم المشترك والتعريف الخاص بهذه الكائنات في البرمجة في صنفClass ومن هذا الصّنف يتم استخراج الكائنات. لذا يتم تصّنيف الأشياء إلى فئات تشترك في الصفات والوظائف ومنها يتم صنع الكائنات Objects. المتغيرات تتعامل لغة جافا مع كافة أنواع البيانات والقيام عليها بالعمليات المختلفة. لذا تستخدم المتغيرات كحاويات لتخزين هذه البيانات لحفظها بشكل مؤقت والقيام عليها بالعمليات المطلوبة ويمكن تغيير هذه القيم في أي وقت ويعتبر تعريف المتغيرات الطريقة لجعل الحاسوب يحتفظ بالمعلومات. عند تعريف متغير جديد يجب تحديد ما هو نوع البيانات التي يستطيع المتغير تخزينها بداخله، قد تكون البيانات اسمًا أو أرقامًا أو رابط لفيديو أو صورة لذا يجب تحديد نوع البيانات التي سيحتويها المتغير حتى يستطيع البرنامج التعامل معها بشكل صحيح. فإذا كان المتغير رقمًا فلا يمكن أن نخزن به نصًا. ولتعريف متغير جديد يتم على هذا النحو: DataType variableName; يتم كتابة نوع البيانات أولًا ثم اسم المتغير، واسم المتغير يمكن أن يكون أي شيء ولكن هناك بعض الأمور التي يجب مراعاتها وهي: يمكنك استخدام الحروف "A-Z" و "a-z" و "0-9". ألا يبدأ برقم. لا يسمح باستخدام أي حروف خاصة في الاسم مثل @، # وغيرهما عدا _ فقط. لا يسمح باستخدام المسافات في الاسم. ألا يكون الاسم من الكلمات المجوزة لدى اللغة وهي كلمات ذات معنى محدد لدى المترجم. أنواع البيانات هناك بعض الأنواع الأساسية لتعريف المتغيرات مثل: الأرقام الصحيحة: يتم تخزين الأرقام الصحيحة في متغير النوع int. int number=26; الأرقام الكسرية: لتخزين الأرقام الكسرية نستخدم متغير من النوع float أو double. double fraction=102.486; float fraction=842.014f; لاحظ أن عند تعريف متغير من النوع float يجب وضع الحرف f في نهاية الرقم. الحروف: لتخزين حرف واحد نستخدم متغير من النوع char. char c=’y’; char num=’8’; char s=’&’; يتم وضع الحرف بين علامتيّ اقتباس فردية. القيم المنطقية: لتخزين متغير يحمل إحدى القيمتين المنطقيين true أو false يتم تعريف متغير من النوع boolean، ويستخدم في المقارنات المنطقية. boolean flag=true; النصوص: لتخزين نص يتم استخدام متغير من النوع String. String str=”Hello,World!!”; يتم وضع النص بين علامتيّ اقتباس زوجية ولا يوجد حد لطول النص. والاختلاف بين النوعين char و String أن الأول لتخزين حرف واحد فقط والثاني لنص كامل، ولاحظ أن علامتيَ الاقتباس مختلفة فلا يمكن استخدام "R" لتخزينها في متغير من النوع char لأنها داخل علامتيّ الاقتباس الخاصة بالنص. كما يمكنك أن تقوم بتعريف المزيد من أنواع البيانات باستخدام الأصناف كما سنرى لاحقًا. في الأمثلة السابقة قمنا بتعريف المتغير وتخزين قيمة مبدئية بداخله، هناك طريقة أخرى يمكن استخدامها كما في المثال التالي. int x; x=100; في المثال السابق تم تعريف متغير اسمه x ثم قمنا لاحقًا بتخزين قيمة بداخله ويمكن تغيير القيمة بعد ذلك في أي وقت داخل البرنامج، وبالمثل يمكن تعريف باقيِ أنواع المتغيرات بهذه الطريقة. ملاحظات تنتهي الجمل في جافا بالفاصلة المنقوطة ";" للتعبير عن انتهاء الجملة، ويمكن اعتبارها مثل النقطة التي تنتهي بها الجملة عند الكتابة. العلامة "=" تسمى بـ "عامل الإسناد" (Assignment Operator) وتستخدم لتخزين القيم التي تقع يمين العامل في المتغير الذي يقع على يساره. int x; x=3; x=x+5; في هذا المثال سيتم تخزين 3 في المتغير x ثم بعد ذلك جمع عليه الرقم 5 وتخزينه مرة أخرى في x ليصبح الناتج النهائي المخزن داخل المتغير x يساوي 8. العمليات الحسابية والمنطقية العمليات الرياضية يمكننا القيام بالعمليات الرياضية المعتادة في لغة جافا فمثلًا: int x = 19; int y = 4; int result = x + y; وهنا يتم جمع قيم المتغيرين وتخزينهما في المتغير result ليصبح الناتج يساوي 23: int result = x – y; وإذا قمنا بتغيير السطر الثالث بهذا السطر فيصبح الناتج 15: int result = x * y; وناتج ضربهما يساوي 76: int result = x / y; وناتج القسمة يساوي 4 ويتم إهمال الكسر لأن في لغات البرمجة عندما نقوم بقسمة رقمين صحيحين فيكون الناتج رقمًا صحيحًا. int result = x % y; وتعني هذه العملية بباقي قسمة x على y وتساوي 5. وهناك العملية: x++; وهي تتشابه مع: x=x+1; فهي تقوم بزيادة واحد على قيمة المتغير، وبالمثل العملية --x تقوم بطرح واحد من قيمة المتغير. عمليات المقارنة وتقارن هذه العمليات بين المعاملات مثل: int a = 15; int b = 20; boolean result = a > b; وتقوم هذه العملية بالمقارنة بين قيمتيّ a و b وتخزين true أو false في المتغير result وفي المثال السابق سيتم تخزين false لأن b ذات قيمة أكبر من a. وباقي المقارنات هي > أصغر من، و =< أكبر من أو يساوي، => أصغر من أو يساوي، == يساوي، =! لا يساوي وكلهم يكون ناتجهم إما true أو false. العمليات المنطقية تستخدم العمليات المنطقية في ربط ناتج أكثر من عملية مقارنة سويًا. int a = 15; int b = 20; int c = 7; boolean result = a > b && a > c; وتستخدم && (كحرف العطف "و") للتعبير عن وجوب تحقق الشرطين معًا ليكون الناتج true ويكون false غير ذلك. boolean result = a > b || a > c; وتستخدم || (كحرف العطف "أو") للتعبير عن تحقق إحدى الشرطين أو تحققهما معًا ليكون الناتج true ويكون الناتج false عندما يكون الشرطين غير متحققين معًا. boolean result = !(a>b); وتعني ! عكس الناتج فإذا كان true يصبح false والعكس صحيح. التعليقات يحتاج المطوّر في بعض الأحيان لإضافة بعض التعليقات والملاحظات على البرنامج وذلك لتسهيل فهم ما كتبه من شيفرات عند قراءتها دون التأثير على الأوامر المكتوبة، حيث أن التعليقات لا يترجمها المترجم الخاص بجافا بل يهملها. تعليق السطر الواحد هذا النوع من التعليق يتم باستخدام علامتيّ //، ويجعل السطر المقابل لها تعليق لا يراه البرنامج. //This is a single-line comment int weekDays = 7; //Number of Days in a week كما ترى يقوم التعليق بتوضيح الأمور للمطوّر. تعليق الأسطر المتعددة يمكنك أن تكتب تعليق في عدة أسطر باستخدام /* */ لكتابة التعليق: /*This is a multi-line comment. That comment ends when it finds the closing marker. */ يتم حجز عدد من الأسطر بين */ و /* وتكون عبارة عن تعليق. ولن يتم تنفيذها في البرنامج، فوصول المترجم لـ */ تجعله يتجاهل كل ما يقابله حتى يصل لـ /* ثم يقوم بتنفيذ ما بعدها. لذا فالتعليقات في البرنامج تساهم في توضيحه وتجعل قراءته أسهل. فأي شيء يبدو واضحًا وبديهيًا عند كتابة البرنامج قد لا يبدو كذلك بعد مرور فترة طويلة. الجمل الشرطية وهي الجمل التي تنفذ عند تحقق شرط معين ولتنفيذها يتم استخدام if و if-else و switch، وإذا لم يتحقق هذا الشرط لا يتم تنفيذها. جملة if تعتبر جملة if من أبسط الجمل الشرطية فهي تحتوي على شرط عند تحققه يتم تنفيذ أوامر محددة ويتم تركيبها على الشكل التالي: if ( Condition ) { // Do Some Actions if it’s true } تُكتب كلمة if ويتم وضع الشرط بين الأقواس و عند تحقق الشرط يتم تنفيذ الأوامر المتواجدة بين القوسين { } وإذا لم يتحقق يتم تجاهل هذه الأوامر واستكمال الشفرة الخاصة بالبرنامج. مثال على ذلك: int x = 10; String result = “false”; if(x > 10){ result = “true”; } في المثال السابق يتم التحقق من قيمة المتغير x إذا كانت أكبر من الصفر أم لا، وفي هذه الحالة فالشرط سليم ويتم تخزين النص "true" داخل المتغير result، وإذا تم تغيير قيمة المتغير x إلى -5 مثلًا لن يتحقق الشرط وستظل قيمة النص "false". الجملة if-else وهي تقوم بنفس الوظيفة التي تقوم بها if عدا أنه إذا لم يتحقق الشرط الخاص بـ if تقوم بتنفيذ أوامر أخرى معرّفة لدى الجملة else، وبالتعديل على المثال السابق: int x = -6; String result ; if(x > 10){ result = “true”; }else{ result = “false”; } في المثال لا يتم تم وضع نص مبدئي في المتغير result ويتم التحقق بعد ذلك من الشرط الخاص بـ if إذا كان صحيحًا فسيتم وضع النص "true" داخل المتغير result أما إذا كان خاطئًا فسيتم وضع القيم "false" داخل المتغير result. ويمكن القيام بالتحقق بأكثر من شرط كما في المثال التالي: char grade = ‘B’; String result; if(grade==’A’){ result = “Excellent”; }else if(grade==’B’){ result = “Very good”; }else if(grade==’C’){ result = “good”; }else if(grade==’D’){ result = “passed”; }else{ result = “failed”; } في هذا المثال تم استخدام أكثر من شرط وجملة واحدة فقط التي تتحقق ويكون الشرط فيها صحيحًا وفي المثال فهي الجملة الثانية ويتم تخزين النص "very good". لاحظ أننا لا تستخدم == عند المقارنة بين النصوص من النوع String وتستخدم الدالة equals. جملة switch تستخدم هذه الجملة عندما نريد التحقق من قيمة متغير واحد فقط وتعتبر أكثر سهولة من if في هذه الحالة: switch(variable){ case 1: //Do something break; case 2: //Do something break; default: //Do something break; } وبتحويل المثال السابق الخاص بـ if باستخدام switch: char grade = ‘B’; String result; switch(grade){ case ‘A’: result = “Excellent”; break; case ‘B’: result = “Very good”; break; case ‘C’: result = “good”; break; case ‘D’: result = “passed”; break; default: result = “failed”; break; } ملاحظات يتم كتابة اسم المتغير فقط بين الأقواس الخاصة بـ switch ولا يتم تحديد شرط معين. تكتب كلمة case وتتبعها قيمة المتغير عند هذه الحالة حتى يتم تنفيذ الأوامر الخاصة بهذه الحالة إذا تساوت قيمة المتغير الخاص بـ switch مع القيمة الخاصة بـ case (في المثال السابق كان المتغير من النوع char لذا تم وضع القيم الخاصة بـ case بين علامتيّ التنصيص المفردة). في آخر كل حالة يتم وضع الأمر break وهو أمر للخروج من الجملة switch، وإذا لم يتم وضعه سيتم تنفيذ باقي الحالات المتواجدة داخل الجملة switch حتى نصل إلى الأمر break أو تنتهي الجملة switch. يتم تنفيذ الحالة default عندما يكون قيمة المتغير الخاص بـ switch لا يوجد لها حالة خاصة بها. جملة switch تتعامل مع المتغيرات من النوع int أو char أو String فقط. الجمل الشرطية التكرارية الجمل الشرطية التكرارية هي جمل تقوم بتنفيذ أوامر عدة مرات في حال كان الشرط صحيحًا، وتتشابه مع الجمل الشرطية في تركيبها وتختلف معها في عدد مرات تنفيذ الأمر. تمتلك لغة جافا عدة أنواع من الجمل التكرارية مثل while و do While و for. الجملة while وتتشابه تركيبة هذه الجملة مع الجملة if كالتالي: while (Condition){ //Do some Actions here } ويتم تنفيذ الأوامر داخل الجملة while طالما الشرط متحقق ويتم التوقف عندما يصبح الشرط خاطئًا، مثال على ذلك: int i = 0; int sum = 0; while( i < 5 ){ sum = sum + 1; i++; } في هذا المثال يكون الشرط صحيحًا فيتم تنفيذ الجمل داخل while ثم يتم التحقق من الشرط مرة أخرى ويكون صحيحًا وهكذا حتى يصبح الشرط خاطئًا ويُلاحظ أن الشرط لن يتحقق في حالة i تساوي 5 وعند الخروج من الجملة التكرارية تكون القيمة 5 مخزنة داخل المتغير sum. الجملة for وتختلف طريقة كتابة هذه الجملة عن الجملة while. for (initialization ; condition ; update){ // Do Some Actions here } داخل القوسين الخاصين بالجملة for يتم تقسيمها إلى ثلاث أقسام تفصلهم الفاصلة المنقوطة ";" وأول قسم يتم به تهيئة المتغير إعطائه قيمة ابتدائية، والقسم الثاني الشرط المعتاد، والقسم الأخير خاص بتحديث الشرط. فمثلًا لاستخدام for في المثال السابق الخاص بـ while: int sum =0; for(int i=0;i<5;i++){ sum = sum + 1; } ويقوم المثال السابق بنفس الوظيفة و ُلاحظ أنه تم دمج الجمل الثلاث التي كانت قبل جملة while والشرط الخاص بـ while والتحديث للشرط داخل جملة while في سطر واحد داخل الأقواس الخاصة بـ for. وتُستخدم الجمل التكرارية لتكرار تنفيذ أوامر محددة لحين غياب شرط معين يتم تحديده مسبقًا. سنواصل في الدرس القادم باقي أساسيات جافا التي تحتاج أن تعرفها قبل أن تشرع في برمجة تطبيقات أندرويد.
  3. سنتحدّث في هذا الدرس عن كيفيّة تطبيق مبادئ البرمجة كائنيّة التوجّه في سي شارب وذلك من خلال إنشاء واستخدام الأصناف والكائنات في هذه اللغة. يمكن التصريح عن صنف في سي شارب باستخدام الكلمة المحجوزة class يليها اسم الصنف وهو يتبع لنفس قواعد التسمية للمتغيّرات، علمًا أنّه يفضّل أن يكون الحرف الأوّل من اسم الصنف حرفًا طباعيًّا كبيرًا. انظر إلى الشكل التالي حيث نرى الصنف البسيط Employee والذي يُعبّر عن موظّف في إحدى الشركات: يحتوي هذا الصنف على ثلاثة حقول بيانات data fields هي: الاسم FirstName الكنية LastName الراتب Salary تستطيع اعتبارها حاليًّا أنّها تمثّل خصائص للصنف Employee، كما يحتوي هذا الصنف على تابع وحيد اسمه DisplayInfo الهدف منه هو الحصول على تمثيل نصيّ لكلّ كائن ننشئه من هذا الصنف كما سنرى بعد قليل، يشبه التابع إلى حدٍّ كبير الدّالة function في لغات البرمجة الأخرى. لا يتطلّب هذا التابع أيّ وسائط في حين أنّه يُرجع قيمة نصيّة من النوع string. هذه الحقول بالإضافة إلى التابع السابق تُعتبر أعضاء ضمن الصنف Employee كما ذكرنا ذلك مسبقًا. تقع أعضاء أيّ صنف ضمن حاضنتيه. لاحظ الكلمة المحجوزة public والموجودة قبل كلّ تصريح لحقل أو تابع ضمن الصنف Employee. هذه الكلمة عبارة عن مُحدّد وصول access modifier. تتحكّم محدّدات الوصول بقابلية الوصول إلى أعضاء الصنف من خارجه، سنتعامل مع نوعين آخرين من محدّدات الوصول وهما private و protected. يكفي أن تعلم الآن أنّ أي عضو في الصنف يمتلك محدّد وصول public يمكن الوصول إليه سواءً من داخل الصنف (أو بشكل أدق من داخل الكائن) أو من خارجه. كما من المفيد أن نعلم أنّه من الممكن استخدام محدّدات الوصول مع الأصناف أيضًا كما سنرى في درس لاحق. إذا أردنا إنشاء كائن جديد من الصنف Employee فعلينا التصريح عن متغيّر مناسب من النوع Employee وذلك على الشكل التالي: Employee empObject; صرّحنا عن المتغيّر empObject على أنّه من النوع Employee. لاحظ التشابه في التصريح عن المتغيّرات بين أنواع موجودة ضمن سي شارب وبين أنواع ننشئها بأنفسنا. التصريح السابق غير كافي لإنشاء الكائن. لإنشاء كائن من النوع Employee علينا استخدام العامل new الذي يعمل على إنشاء كائن من أيّ صنف نرغبه ويعمل على إعادة المرجع (العنوان) لذلك الكائن في الذاكرة. استخدام العامل new سهل حيث يمكننا كتابة ما يلي بعد عبارة التصريح السابقة: empObject = new Employee(); يقوم العامل new بإنشاء كائن جديد من الصنف Employee ثمّ يُسند مرجع (عنوان) هذا الكائن ضمن المتغيّر empObject. لاحظ القوسين الموجودين بعد اسم الصنف Employee. في الحقيقة يُعبّر هذين القوسين عن استدعاء لبانية constructor الصنف Employee عند إنشاء الكائن. ولكن أين هذه البانية؟ هذا ما سنراه بعد قليل. يمكن الآن الوصول إلى الحقول والتوابع الموجودة ضمن الكائن عن طريق كتابة المتغيّر الذي يحوي العنوان إلى الكائن (أي المتغيّر empObject) ثم نضع نقطة وبعدها اسم الحقل أو التابع الذي نريد الوصول إليه. في العبارة التالية سنسند القيمة "Mohammad" إلى الحقل FirstName من الكائن empObject (الكائن الذي يشير إليه empObject): empObject.FirstName = "Mohammad"; حان الآن وقت التنفيذ العمليّ. انظر إلى البرنامج Lesson06_01 الذي يوضّح كيفية إنشاء الصنف Employee وكيفيّة إنشاء كائنين منه: 1 using System; 2 3 namespace Lesson06_01 4 { 5 6 class Employee 7 { 8 public string FirstName; 9 public string LastName; 10 public double Salary; 11 12 public string DisplayInfo() 13 { 14 string result = string.Format("{0} {1} - Salary: {2:N0}", 15 this.FirstName, this.LastName, this.Salary); 16 17 return result; 18 } 19 } 20 21 class Program 22 { 23 static void Main(string[] args) 24 { 25 Employee employee1, employee2; 26 27 employee1 = new Employee(); 28 employee1.FirstName = "Mohammad"; 29 employee1.LastName = "Mansoor"; 30 employee1.Salary = 1000; 31 32 employee2 = new Employee(); 33 employee2.FirstName = "Saleh"; 34 employee2.LastName = "Mahmoud"; 35 employee2.Salary = 2500; 36 37 Console.WriteLine("First Employee: {0}", employee1.DisplayInfo()); 38 Console.WriteLine("Second Employee: {0}", employee2.DisplayInfo()); 39 } 40 } 41 } عند تنفيذ البرنامج سنحصل على الخرج التالي: First Employee: Mohammad Mansoor - Salary: 1,000.00 Second Employee: Saleh Mahmoud - Salary: 2,500.00 نلاحظ من النظرة الأولى للبرنامج السابق أنّه لدينا صنفان ضمن نطاق الاسم Lesson06_01 وهما Employee و Program. يقع التصريح عن الصنف Employee في الأسطر بين 6 و 19 ويحتوي هذا الصنف كما رأينا قبل قليل على أربعة أعضاء وهي عبارة عن ثلاثة حقول FirstName و LastName و Salary بالإضافة إلى التابع DisplayInfo الموجود بين السطرين 12 و18. تنحصر وظيفة هذا التابع في الحصول على التمثيل النصيّ لأيّ كائن ننشئه من الصنف Employee. يحتوي التابع DisplayInfo على أسلوب جميل لتنسيق النصوص يشبه ذلك الأسلوب الذي كنّا نستخدمه مع التابع WriteLine. يحتوي الصنف string على تابع اسمه Format يقبل عدّة وسائط (السطر 14) أولها نصّ تنسيقي، أمّا الوسائط التالية فهي القيم التي ستجد لها أمكنةً ضمن النص التنسيقي، كما كنّا نستخدم التابع WriteLine بالضبط. يُرجع التابع Format نصًّا منسّقًا بحسب القيم الممرّرة له. الشيء الوحيد المختلف هو كيفيّة تنسيق قيمة الراتب Salary باستخدام مُحدّد التنسيق :N0 الموجود ضمن {2:N0}. يخبر هذا المحدّد التابع Format أنّ القيمة التي ستوضع في هذا المكان (وهي قيمة Salary) يجب أن تُنسّق على شكل رقم ذي فاصلة آلاف وبدون فاصلة عشريّة. يفيد مثل هذا التنسيق في الحصول على أرقام منسّقة بشكل محترف تُعبّر عن الراتب الذي يحصل عليه الموظّف وهي تبدو مثل 1,000 أو 2,500. جرّب استخدام التنسيق {2:N1} و {2:N2} ولاحظ الفرق. لاحظ أنّني قد استخدمت الكلمة المحجوزة this متبوعةً بنقطة قبل اسم كل حقل. في الحقيقة تُشير هذه الكلمة إلى الكائن الحالي الذي يتمّ منه استدعاء التابع DisplayInfo كما سنرى ذلك بعد قليل. أمّا لإرجاع القيمة النصيّة من التابع DisplayInfo فإنّنا ببساطة نستخدم الكلمة المحجوزة return ونضع بعدها القيمة المراد إرجاعها. الصنف Program المصرّح عنه في الأسطر بين 21 و 40 هو الصنف الذي تعاملنا معه في جميع البرامج التي كتبناها حتى الآن. يحتوي هذا الصنف على التابع Main الذي يمثّل نقطة الدخول للبرنامج كما نعلم. يبدأ التابع Main بالتصريح عن متغيرين من النوع Employee وهما employee1 و employee2 ثمّ ينشئ كائنًا من النوع Employee باستخدام العامل new (السطر 27) ويسنده إلى المتغيّر employee1. بعد ذلك يمكن استخدام أيّ حقل أو تابع معرّف ضمن الصنف Employee عن طريق المتغيّر employee1 بشرط أن يكون له محدّد وصول public كما هو واضح في الأسطر من 28 حتى 30. يتكرّر نفس الأمر بالنسبة للمتغيّر employee2 الذي سيحمل كائنًا مختلفًا عن الكائن الموجود ضمن employee1. أخيرًا وفي السطرين 37 و38 يتم طباعة التمثيل النصيّ لكلّ من الكائنين باستخدام التابع DisplayInfo. تجدر الإشارة إلى أنّه عند وصول تنفيذ البرنامج إلى السطر 37 وإلى الاستدعاء ()employee1.DisplayInfo تحديدًا سيؤدّي ذلك إلى انتقال التنفيذ إلى السطر 14 ضمن هذا التابع لتنفيذ التعليمات البرمجيّة ضمنه ومن ثمّ الحصول على التمثيل النصيّ للكائن employee1 وإرجاعه إلى السطر 37 مرّة أخرى ليعمل البرنامج على تمرير هذه القيمة النصيّة للتابع WriteLine ومن ثمّ العرض على الشاشة، وبالطبع يتكرّر نفس الأمر تمامًا بالنسبة للكائن ضمن employee2 في السطر 38. إذا كنت تستخدم Visual Studio 2015 بأيّ إصدار فأنصحك أن تنفّذ هذا البرنامج بشكل خُطَوي لكي تتعرّف على آلية عمل هذا البرنامج بشمل عمليّ. اضغط على المفتاح F11 (أو من القائمة Debug > Step Into) لتنفيذ البرنامج باستخدام منقّح الأخطاء debugger. ستلاحظ ظهور مستطيل أصفر يُشير إلى مكان التنفيذ الحالي، وكلما ضغطت المفتاح F11 سينتقل تنفيذ البرنامج إلى العبارة البرمجيّة التالية خطوة بخطوة. البانية constructor ضمن الصنف البانية constructor هي تابع من نوع خاص يجب أن تكون موجودة ضمن أيّ صنف في سي شارب. في حال تمّ إغفالها سيعمل المترجم على توليد واحدة افتراضيّة من أجلنا. في الحقيقة وظيفة البانية هي بناء الكائن وحجز مكان مناسب له في الذاكرة، حيث يتم استدعاء البانية عند إنشاء الكائن باستخدام العامل new. لا يمكن للبواني إرجاع قيمة مخصّصة كما نفعل مع التوابع الأخرى عادةً، في الحقيقة هي تُرجع كائنًا من الصنف الموجودة ضمنه. ولكن يمكن أن تقبل وسائط نمرّرها إليها. استبدل الصنف Employee التالي بذلك الموجود ضمن البرنامج Lesson06_01: 1 class Employee 2 { 3 public string FirstName; 4 public string LastName; 5 public double Salary; 6 7 public Employee() 8 { 9 Console.WriteLine("Hello, I'm in Employee's constructor!"); 10 } 11 12 public string DisplayInfo() 13 { 14 string result = string.Format("{0} {1} - Salary: {2:N0}", 15 this.FirstName, this.LastName, this.Salary); 16 17 return result; 18 } 19 } لقد أضفنا في هذه النسخة البانية ()Employee للصنف Employee. نفّذ البرنامج لتحصل على الخرج التالي: *** Hello, I'm in Employee's constructor! *** *** Hello, I'm in Employee's constructor! *** First Employee: Mohammad Mansoor - Salary: 1,000 Second Employee: Saleh Mahmoud - Salary: 2,500 لاحظ أنّ العبارة: *** Hello, I'm in Employee's constructor! *** قد ظهرت مرّتين في الخرج، وذلك بسبب أنّنا أنشأنا كائنين حيث تُنفّذ هذه البانية من أجل كلّ عملية إنشاء. ولكن السؤال المطروح هنا، ماذا سنستفيد من هذه البانية؟ تُستخدم البواني عمومًا عندما نريد تهيئة الكائن ببعض القيم الضرورية لجعل حالته مستقرّة وذلك أثناء إنشائه وقبل محاولة الوصول إليه من أيّ مصدر خارجيّ. انظر الآن إلى الصنف Employee المعدّل الذي يحوي بانية تقوم ببعض الأعمال المفيدة: 1 class Employee 2 { 3 public string FirstName; 4 public string LastName; 5 public double Salary; 6 7 public Employee(string firstName, string lastName, double salary) 8 { 9 this.FirstName = firstName; 10 this.LastName = lastName; 11 this.Salary = salary; 12 } 13 14 public string DisplayInfo() 15 { 16 string result = string.Format("{0} {1} - Salary: {2:N0}", 17 this.FirstName, this.LastName, this.Salary); 18 19 return result; 20 } 21 22 } تتطلّب البانية هذه المرّة ثلاثة وسائط، تمثّل قيمًا سيتمّ إسنادها إلى الحقول. هذه الوسائط هي: firstName و lastName و salary (لاحظ أنّ اسم كلّ منها يبدأ بحرف طباعي صغير لتمييزها عن حقول الصنف). إذا استبدلت هذا الصنف الجديد بالصنف القديم الموجود ضمن البرنامج Lesson06_01 وحاولت تنفيذ البرنامج فستحصل على خطأ. السبب في ذلك بسيط، وهو أنّ العبارتين في السطرين 27 و 32 من البرنامج Lesson06_01 تحاولان إنشاء كائنين من الصنف Employee عن طريق بانية لا تتطلّب أيّة وسائط وهذا ما لا يتوفّر في الصنف Employee الجديد. فعندما يلاحظ مترجم سي شارب وجود بانية واحدة على الأقل بصرف النظر عن عدد الوسائط التي تتطلّبها فإنّه يمتنع عن توليد بانية افتراضية بشكل تلقائي مثلما كان يفعل من قبل. يوجد حلّ سريع لهذه المشكلة يتمثّل في توفير بانية لا تحتاج لأيّة وسائط كما كان الوضع السابق. انظر إلى النسخة الأخيرة للصنف Employee: 1 class Employee 2 { 3 public string FirstName; 4 public string LastName; 5 public double Salary; 6 7 public Employee(string firstName, string lastName, double salary) 8 { 9 this.FirstName = firstName; 10 this.LastName = lastName; 11 this.Salary = salary; 12 } 13 14 public Employee() 15 { 16 17 } 18 public string DisplayInfo() 19 { 20 string result = string.Format("{0} {1} - Salary: {2:N0}", 21 this.FirstName, this.LastName, this.Salary); 22 23 return result; 24 } 25 26 } بعد اعتماد هذا الصنف ضمن البرنامج Lesson06_01، سيعمل البرنامج الآن بشكل طبيعي ويظهر الخرج كما هو متوقّع. ولكن تأمّل معي هذا الصنف قليلًا، ألا تلاحظ وجود بانيتين له؟ هذا أمر طبيعي ووارد جدًّا في سي شارب حيث يمكن كتابة أكثر من تابع بنفس الاسم طالما اختلف عدد أو أنواع الوسائط الممرّرة لكلّ منهما. نسمي هذه الميزة بزيادة التحميل overloading للتوابع. فعند وجود استدعاء للتابع المزاد تحميله يتمّ اختيار الشكل المناسب بناءً على عدد وأنواع الوسائط الممرّرة. لاحظ أنّ البانية عديمة الوسائط فارغة ولا بأس في ذلك. ولكنّ السؤال هنا كيف يمكن الاستفادة من البانية ذات الوسائط الثلاثة. الأمر بسيط، استبدل محتويات التابع Main في البرنامج Lesson06_01 بالشيفرة البسيطة المكافئة التالية: 1 Employee employee1, employee2; 2 3 employee1 = new Employee("Mohammad", "Mansoor", 1000); 4 employee2 = new Employee("Saleh", "Mahmoud", 2500); 5 6 Console.WriteLine("First Employee: {0}", employee1.DisplayInfo()); 7 Console.WriteLine("Second Employee: {0}", employee2.DisplayInfo()); انظر كم أصبحت الشيفرة نظيفة وقصيرة ومريحة للعين. إليك الآن البرنامج Lesson06_02 كاملًا بعد التعديل: 1 using System; 2 3 namespace Lesson06_02 4 { 5 6 class Employee 7 { 8 public string FirstName; 9 public string LastName; 10 public double Salary; 11 12 public Employee(string firstName, string lastName, double salary) 13 { 14 this.FirstName = firstName; 15 this.LastName = lastName; 16 this.Salary = salary; 17 } 18 19 public Employee() 20 { 21 22 } 23 24 public string DisplayInfo() 25 { 26 string result = string.Format("{0} {1} - Salary: {2:N0}", 27 this.FirstName, this.LastName, this.Salary); 28 29 return result; 30 } 31 32 33 } 34 35 36 class Program 37 { 38 static void Main(string[] args) 39 { 40 Employee employee1, employee2; 41 42 employee1 = new Employee("Mohammad", "Mansoor", 1000); 43 employee2 = new Employee("Saleh", "Mahmoud", 2500); 44 45 Console.WriteLine("First Employee: {0}", employee1.DisplayInfo()); 46 Console.WriteLine("Second Employee: {0}", employee2.DisplayInfo()); 47 } 48 } 49 } تمارين داعمة تمرين 1 أضف تابعًا جديدًا إلى الصنف Employee الموجود في البرنامج Lesson06_02 السابق وسمّه GetSalaryAfterTax. وظيفة هذا التابع هي الحصول على قيمة الراتب للموظّف بعد تطبيق الضريبة Tax عليه. اعتبر نسبة الضريبة 2%. تلميح: اضرب قيمة الراتب Salary بالعدد 0.98 للحصول على قيمة الراتب بعد خصم الضريبة. فإذا كان الراتب 1500 مثلًا، يجب أن يُرجع التابع GetSalaryAfterTax القيمة 1470. تمرين 2 أنشئ صنفًا جديدًا سمّه MyRectangle والذي يُعبّر عن مستطيل في المستوي، بحيث يحتوي على الحقلين Width و Height (من النوع double لكلّ منهما)، بالإضافة إلى التابع GetArea لحساب مساحة المستطيل. ثمّ اكتب برنامجًا بسيطًا يوضّح استخدام هذا الصنف من خلال إنشاء كائنين منه. احسب مساحة كل مستطيل (كائن) واعرض النتيجة على الشاشة. الخلاصة تعلّمنا في هذا الدرس أساسيّات إنشاء الأصناف والكائنات، وكيفية التعامل مع الحقول والتوابع والبواني الموجودة ضمن الصنف. كما أخذنا لمحة سريعة حول محدّدات الوصول وكيفية التعامل مع محدّد الوصول public، علمًا أنّنا ستوضّح كيفيّة التعامل مع باقي المحدّدات في الدرس التالي الذي سنتحدّث فيه عن المزيد حول هذا الموضوع المهم والأساسي لتطوير التطبيقات باستخدام سي شارب.
  4. يُعتبر مبدأ المسؤوليّة الواحدة Single Responsibility Principle (أو اختصارًا SRP) المبدأ الأوّل من مبادئ التصميم SOLID، وهو مفيد بصورة خاصّة في التصميم كائنيّ التوجّه object-oriented design. يعتمد هذا المبدأ على تجزئة مكوّنات النظام البرمجي بحيث يكون لكلّ جزء منه مهمّة (مسؤوليّة) واحدة ووحيدة. ينص هذا المبدأ على ما يلي: لا يظهر من النص السابق أي إشارة مباشرة إلى المسؤوليّة الواحدة. لتوضيح الربط بين المسؤولية الواحدة وبين نص المبدأ السابق، لننظر إلى المثال التالي الذي يحوي صنفًا مكتوبًا بلغة ++C ويُستخدم للاتصال بخادوم قواعد بيانات MySQL. اسم هذا الصنف MySQL أيضًا، ويمتلك واجهة لتأسيس الاتصال مع خادوم MySQL وإغلاقه، وإرسال استعلامات SQL إلى الخادوم واستقبال ومعالجة النتائج: class MySQL { public: bool connect(); void disconnect(); bool executeQuery(std::string queryString); MySQLResult* getQueryResult(); }; من الواضح أنّ لهذا الصنف مهمّتان أساسيّتان، الأولى هي إدارة عملية الاتصال مع خادوم MySQL (فتح وإغلاق الاتصال) والثانية هي التواصل مع الخادوم في إجراء الاستعلامات واستقبال النتائج (تنفيذ استعلامات SQL). لو افترضنا الآن حدوث السيناريو التالي: أصبح خادوم MySQL يقبل الاتصالات المشفّرة فقط. حدثت بعض التغييرات ضمن الخادوم بحيث أنّه بدأ بالاستجابة بشكل مختلف لبعض الاستعلامات. سيؤدي ذلك بالطبع إلى حدوث تغييرين ضمن صنف MySQL السابق، أو بمعنى آخر، سيكون هناك سببان لتغيير الصنف MySQL. ويُعدّ هذا خرقًا لمبدأ المسؤولية الواحدة كما هو واضح. يُعتبر وضع أكثر من مهمّة قابلة للتغيير (من أجل سبب ما) لأحد الأصناف خطأً تصميميًّا. قد لا تبدو تلك مشكلةً في الوقت الحالي، ولكن أيّ نظام برمجي يتغيّر ويتطوّر. فما يبدو حلًّا مقبولًا في الوقت الحاضر، قد يُفضي إلى نتائج سيّئة في المستقبل. يمكن استخدام الحل التالي لمشكلتنا السابقة: class MySQLConnection { public: bool open(); /* former connect() */ void close(); /* former disconnect() */ }; class MySQLQuery { MySQLConnection* session; public: bool execute(std::string queryString); MySQLResult* getResult(); }; يبدو مبدأ المسؤوليّة الواحدة بسيطًا، ولكنّه في الحقيقة صعب التطبيق. والسبب في ذلك، هو أنّ وضع المسؤوليّات المتعدّدة لصنف ما معًا، هو أمر بديهي ومألوف بالنسبة إلينا، أمّا عملية الفصل والتجزئة إلى أصناف أصغر لكلٍّ منها مسؤوليّة واحدة، فقد لا تبدو جذّابةً أوّل الأمر. بالنسبة لي، عندما عدت وراجعت بعض تصميمات الأصناف القديمة لديّ، قلّما وجدت صنفًا من الممكن جعله يراعي هذا المبدأ. ولكن عندما أمعنت النظر والتفكير وجدت أنّ الفصل في المهام سيقلّل من تعقيد التصميم، وسيجعل الشيفرة أيسر للقراءة والفهم. بالمقابل، فإنّ تطبيق هذا المبدأ بشكل صارم، ليس فكرةً جيّدة. فعلى المرء أن يكون حكيمًا في تحديد متى يمكن تطبيق هذا المبدأ، وخصوصًا عندما يجد أنّ الملف الخاص بأحد أصنافه بات يحتوي على أكثر من 500 سطر من الشيفرة البرمجيّة! ترجمة -وبتصرّف- للمقال Single Responsibility Principle لصاحبه Radek Pazder.
  5. يُعتبر مبدأ الفتح والإغلاق Open/Closed Principle أو اختصارًا OCP، من المبادئ التي تساعد مطوّري البرمجيّات على تحقيق تصاميم برمجيّة عالية الجودة. على أيّة حال، قد يكون من الصعب أحيانًا أن نوضّح ما الذي نعنيه بالبرمجيّات عالية الجودة. بالعودة إلى المبدأ OCP، يعود الفضل إلى برتراند ماير في وضع مصطلح مبدأ الفتح والإغلاق، حيث ظهر أوّل الأمر في كتابه البنية كائنيّة التوجّه للبرمجيّات "Object Oriented Software Construction" ينص هذا المبدأ على ما يلي: الذي يعنيه هذا المبدأ، هو أنّنا عندما نُصمّم جزءً من تطبيق برمجي، فإنّه من الضروري أن نضع في حسباننا إمكانيّة التوسّع المستقبليّ، فكلّنا يعلم أنّ المتطلّبات الخاصّة بالزبائن تتغيّر على الدوام وبسرعةٍ كبيرة. لذلك فإنّ الشيفرة البرمجيّة ستتغيّر وتتوسّع لتلبّي المزيد من المتطلّبات والمزايا، وقد لا يؤدّي هذا الأمر على الدوام إلى عواقب حميدة على الصعيد البرمجي. الهدف الذي يُنشده هذا المبدأ هو أن ننظر إلى المستقبل (ابنِ الآن، وخطّط للمستقبل) بحيث نصمّم تطبيقاتنا البرمجيّة بحيث لا تحتاج إلى تغيير في الشيفرة المكتوبة مسبقًا عند إضافة مزايا ووظائف جديدة إليها. لندع الشيفرة البرمجيّة تُعبّر عن نفسها مع المثال التالي: def area(geometric_entity): if geometric_entity.type() == SQUARE: return geometric_entity.a * geometric_entity.a elif geometric_entity.type() == CIRCLE: return PI * geometric_entity.r * geometric_entity.r else: raise UnknownEntityError("I literally have no idea.") قد توحي الشيفرة السابقة بالبساطة أوّل الأمر، ولكنّها تُظهر جانبًا أساسيًّا من مبدأ OCP. فإذا أردنا مثلًا أن تدعم الدالّة السابقة إمكانية حساب مساحة مستطيل فيمكن ذلك بسهولة وذلك بإضافة مقطع elif جديد. ولكن بالمتابعة على هذا المنوال، وفي حالة حساب مساحة شكل هندسي غير قياسي، فستتحول الأسطر البرمجيّة البسيطة السابقة إلى ما يزيد عن 1500 سطر برمجي لحساب مساحة هذا الشكل باستخدام تكامل ريمان Riemann Integral، مما سيجعل هذه الأسطر كوحش برمجيّ إذا لم يلتهمك، فإنّ مدير المشاريع سيفعل ذلك حتمًا! النقطة التي نريد الوصول إليها، أنّه في كلّ مرّة نريد فيها إحداث تغيير في البرنامج لدعم مزايا جديدة، فإنّه من الممكن أن يؤدّي هذا التغيير إلى مشاكل في عمل المزايا القديمة التي كانت تعمل بشكل جيّد أصلًا، وهذا أمر غير مرغوب بالطبع. وهذا ما يحذّرنا منه مبدأ OCP، فيجب أن تكون العناصر البرمجيّة مفتوحة للتوسعة (دعم مزايا إضافيّة) ولكنها مغلقة للتعديل (عدم الحاجة إلى تعديل الشيفرة التي تدعم المزايا القديمة). قد يتبادر إلى ذهن البعض أنّه في حالة حدوث مشاكل جرّاء هذا التعديل فمن الممكن إصلاحها باستخدام وحدات الاختبار unit tests ومنقّحات الأخطاء debuggers، ولكن لماذا نلجأ لمثل هذه الأساليب إذا كان بإمكاننا تجنّبها أصلًا؟ فدرهم وقاية خير من قنطار علاج. وكما أنّه من الصعب وضع تعريف رسميّ لمعيار الجودة للبرمجيّات، فكذلك الأمر بالنسبة لهذه المبادئ. فلا توجد قواعد صارمة للتقيّد بها، فكل شيء يعود للخبرة الشخصيّة والتخطيط الجيّد. ترجمة -وبتصرّف- للمقال Open/Closed Principle in Software Design لصاحبه Radek Pazdera.
  6. مبدأ آخر من مبادئ التصميم الكائنيّ التوجّه ضمن مبادئ SOLID يُطلق عليه اسم مبدأ ليسكوف للاستبدال Liskov Substitution Principle ويُرمز له اختصارًا بالرمز LSP. سنبدأ هذا المبدأ بشيء من المفاهيم النظريّة. صاحبة هذا المبدأ هي البروفسور باربارا ليسكوف، وقد طرحته أوّل الأمر عام 1987 وكان ينص على ما يلي: قد يبدو الكلام السابق مبهمًا بعض الشيء، يمكننا توضيحه بالشكل التالي: "إذا استطعنا استبدال كل كائن O1 مكان كائن O2 فمن الممكن الجزم بأنّ S هو نوع فرعي (نوع ابن) للنوع T". ولكن في بعض الأحيان رغم أنّ S هو نوع فرعي للنوع T ولكن لا يمكن الاستبدال بين كائناتهما بالصورة الموضّحة قبل قليل وهذا بالطبع أمر غير جيّد. أعادت باربارا ليسكوف بالاشتراك مع جانيت وينغ Jeannette Wing صياغة المبدأ السابق بشكل مختصر أكثر في عام 1994 ليصبح على الشكل التالي: المقصود هنا أنّه إذا كانت خاصيّة أو دالّة (طريقة method) تعمل ضمن كائنات من النوع T، فينبغي أن تعمل أيضًا وبنفس الصورة ضمن كائنات من النوع S بحيث أنّ النوع S هو نوع ابن للنوع T. وهذا هو مبدأ ليسكوف للاستبدال الذي وصفه روبرت مارتن لاحقًا بصورة أكثر عمليّةً في إحدى مقالاته على الشكل التالي: بعد كلّ هذه المقدّمة النظريّة ثقيلة الظلّ بعض الشيء، ينبغي أن نُدعّم المفاهيم النظريّة السابقة ببعض الأمثلة التي توضّحها بالشكل المناسب. واحد من هذه الأمثلة التي تخرق هذا المبدأ هو تمثيل العلاقة بين المستطيل والمربّع بشكل كائنيّ. من البديهي تمامًا أن يكون لدينا صنف اسمه Square (مربّع) يكون صنفًا ابنًا للصنف Rectangle (مستطيل)، فمن الناحية الرياضيّة يُعتبر المربّع حالة خاصّة من المستطيل، فهو مستطيل تساوى فيه بعداه. لنعبّر في البداية عن الصنف Rectangle برمجيًّا بالشكل التالي: class Rectangle { int width; int height; public: int getWidth() { return width; } int getHeight() { return height; } virtual void setWidth(int value) { width = value; } virtual void setHeight(int value) { height = value; } }; وبما أنّ المربّع هو حالة خاصّة من المستطيل كما أسلفنا، فيمكن كتابة الصنف Square مع إعادة تعريف الطريقتين setWidth و setHeight: class Square : public Rectangle { public: void setWidth(int value) { width = value; height = value; } void setHeight(int value) { width = value; height = value; } }; سيضمن هذا التعديل على الطريقتين setWidth و setHeight ضمن الصنف Square أنّ أي كائن (مربّع) ننشئه من الصنف Square ستكون أضلاعه الأربعة متساوية الطول. لننظر الآن إلى الدّالة التالية التي سنستخدمها لتجريب البنية الكائنيّة السابقة: bool test(Rectangle &rectangle) { rectangle.setWidth(2); rectangle.setHeight(3); return rectangle.getWidth() * rectangle.getHeight() == 6; } تقبل الدّالة test تمرير كائن من النوع Rectangle أو كائن من النوع Square، وهذا جائز بالطبع لأنّ Square هو نوع ابن للنوع Rectangle. السؤال هنا هو ماذا سيحدث عند تمرير كائن من النوع Square إلى الدّالة test؟ ستُعيد الدّالة القيمة false رغم أنّ التقييم يجري على مرجع من النوع Rectangle (وسيط الدّالة). المشكلة هنا أنّه رغم أنّ المربّع هو مستطيل من الناحية الرياضيّة إلّا أنّه لا يتشارك السلوك نفسه معه. وهذا يُعتبر خرقًا واضحاً لمبدأ الاستبدال. فالكائنات من النوع Rectangle لا يمكن أن يتمّ استبدالها بكائنات من النوع Square رغم أنّ النوع Square هو نوع ابن للنوع Rectangle، لأنّ ذلك سيؤدّي إلى تغيّر في سلوك الطرائق الموجودة ضمن الصنف Rectangle كما هو واضح. لقد أوضح برتراند ماير هذه المسألة أيضًا على الشكل التالي: الإجراء من النص السابق قد يكون دالة أو طريقة method. الشروط البادئة هي الشروط التي يجب أن تتحقّق كي يتم استدعاء الطريقة وتنفيذها، أمّا الشروط اللّاحقة فهي محقّقة دومًا بعد انتهاء تنفيذ الطريقة. فالّذي قصده برتراند ماير هو أنّه عند إعادة كتابة تابع في صنف ابن يرث من صنف أب، يجب ألّا تكون الشروط البادئة أقوى من الشروط البادئة للطريقة الأصليّة (الموجودة في النوع الأب)، كما يجب ألّا تكون الشروط الّلاحقة أضعف من الشروط الّلاحقة للطريقة الأصليّة. في مسألتنا السابقة (مسألة المربّع والمستطيل)، لم تكن هناك أيّ شروط بادئة، ولكن كان هناك شرط لاحق للطريقة setHeight وهو أنّ هذه الطريقة يجب ألّا تُغيّر العرض width، وهذا الشرط تمّ خرقه (أصبح أضعف) عندما أعدنا تعريف الطريقة setHeight ضمن النوع Square. تُعتبر الوراثة في الحقيقة مفهومًا قويًّا ومحوريًّا في التصميم كائنيّ التوجّه، ولكن من السهل الوقوع في الأخطاء إذا لم نطبّق مبدأ ليسكوف للاستبدال، فقد تجد أنّ تصميمك الكائنيّ جيّد ومقنع، ولكن سرعان ما ستقع في المتاعب إذا لم تراعي هذا المبدأ. ترجمة -وبتصرّف- للمقال Liskov Substitution Principle لصاحبه Radek Pazdera.
  7. مقدمة إلى المفهوم الكائني تُعتبر لغة سي شارب لغة برمجة كائنيّة صرفة pure object oriented programming language فكلّ ما تشاهده أمامك في سي شارب عبارة عن كائن. سيكون هذا الدّرس نظريًّا بعض الشيء ولكن فهمه بالشكل الصحيح يُعدّ أمرًا حيويًّا للبرمجة باستخدام سي شارب. ولنكن واقعيين، فإنّ هذا الدرس يُعتبر مدخلًا مبسّطًا للغاية إلى هذا الموضوع المهم والضخم ولا يمكن اعتباره بأيّ حال من الأحوال مرجعًا للبرمجة كائنيّة التوجّه. ستحصل -بعد قراءتك لهذا الدرس- على المعرفة الضروريّة للتمييز بين الأصناف classes والكائنات objects وفهم العلاقة بينهما. بالإضافة إلى فهم المبادئ الأوليّة للوراثة والتغليف. لكي نفهم ما هو الصنف وما هو الكائن اسمع منّي هذه القصّة: نتبع نحن البشر إلى ما يسمّى بالصنف الإنساني. يُعرّف هذا الصنف المزايا التي يجب أن يتمتّع بها كلّ إنسان. فمثلًا لكلّ إنسان اسم وطول ووزن ولون عينان وبصمة إبهام مميّزة تميّزه عن أيّ إنسان آخر. يُعرّف الصنف class الإنسانيّ هذه الصفات السابقة، بحيث أنّ كلّ كائن object إنسانيّ من هذا الصنف تكون له مثل هذه الصفات ولكنّ مع مجموعة خاصّة من القيم لها. فمثلًا الكائن من الصنف الإنساني هو إنسان قد يكون اسمه سعيد وطوله 180 سم ولون عينيه أسود وله بصمة إبهام مميّزة، وهذا الإنسان يختلف عن كائن إنسانيّ آخر، اسمه عمّار وطوله 175 سم ولون عينيه بنيّ وله أيضًا بصمة إبهام مميّزة خاصّة به، وهكذا. ندعو الصفات السابقة بالخصائص Properties، فالصنف Class يعرّف الخصائص، أمّا الكائن Object فيتمتّع بهذه الخصائص ولكن مع مجموعة قيم لها تميّزه عن كائنٍ آخر. أمر آخر، يُعرّف الصنف الإنساني أيضًا سلوكيّات أو إجراءات معيّنة خاصّة للكائنات التي تعود للصنف الإنسانيّ. فهناك مثلًا سلوكيّات المشي والجري والضحك. وفي الغالب أنّ كل كائن يُعبّر عن هذه السلوكيّات بشكل يراعي خصوصيّته. فلكلّ منّا أسلوب مختلف في الضحك. كما يمتلك كلّ منّا أسلوب مختلف في المشي والجري، فقد تميّز إنسانًا لا ترى وجهه من خلال مشيته فقط وهذا أمر واردٌ جدًّا. مثل هذه السلوكيّات Methods نصطلح عليها في البرمجة بالتوابع. فالصنف الإنسانيّ يُعرّف وجود مثل هذه السلوكيّات ولكلّ كائن إنسانيّ الحريّة في التعبير عن هذه السلوكيّات بالشكل الذي يرغبه. التابع في البرمجة يضم تعليمات برمجية يجري تنفيذها عند استدعائه. يعالج ويتعامل هذا التابع عادةً مع الخصائص والتوابع الأخرى الموجودة ضمن نفس الكائن. نسمي التوابع والخصائص بأعضاء الصنف class members وهناك أعضاء أخرى سنتناولها في الدروس التالية. المبادئ العامة للمفهوم كائني التوجه هناك المئات من المقالات والكتب التي تتحدّث عن المفهوم الكائنيّ من منظورات مختلفة، وهناك أساليب متعدّدة تسمح بتحليل المسألة المطروحة وتصميمها وفق أسلوب كائنيّ أو ما يُعرف بالتصميم والتحليل كائنيّ التوجّه OOAD. ولكن يكفيك أن تعرف الآن أنّ هناك مبدآن أساسيّان ينبغي أن تتمتّع بها أيّ لغة برمجة تدعم المفهوم كائنيّ التوجّه وهما: التغليف Encapsulation والوراثة Inheritance. وهناك مفهوم مهم آخر يستند إلى الوراثة وهو التعدّديّة الشكلية Polymorphism. التغليف Encapsulation وهو مبدأ جوهري في البرمجة كائنيّة التوجّه، وهو أحد أسباب ظهور هذا المفهوم. يُقرّر هذا المبدأ أنّه ليس من المفترض أن نطّلع على آلية العمل الداخلية للكائن. ما يهمنا هو استخدام الكائن وتحقيق الغرض المطلوب بصرف النظر عن التفاصيل الداخليّة له. تأمّل المثال البسيط التالي: عندما نقود السيّارة ونريد زيادة سرعتها فإنّنا بكلّ بساطة نضغط على مدوسة الوقود. لا أعتقد أنّ أحدًا يهتمّ بالآلية الميكانيكيّة التي تقف وراء الضغط على مدوسة الوقود. فالمطلوب هو زيادة سرعة السيّارة فحسب دون الاهتمام بالتفاصيل الداخليّة. فالسيّارة تُغلّف encapsulate التفاصيل الميكانيكيّة الداخليّة التي تقف وراء زيادة سرعة السيّارة. السيّارة في هذا المثال هو كائن Object. وعمليّة زيادة السرعة هي سلوكيّة (تابع) Method من كائن السيّارة. هناك مثال آخر كثيرًا ما نراه أثناء تجوّلنا في الشوارع ومحطّات القطار وصالات الانتظار، وهو آلات تحضير المشروبات الساخنة. نقف أمام الآلة نُدخل النقود ثمّ نضغط على زرّ محدّد لنحصل على المشروب الساخن الذي نرغب به. لا نهتمّ عادةً بالتفاصيل الداخليّة التي تحدث ضمن الآلة عندما نضغط أحد الأزرار للحصول على كوب من القهوة. فالآلة هنا تُعتبر كائنًا، وعمليّة الحصول على كوب من القهوة هي سلوكيّة Method من هذا الكائن. فهذه الآلة تعمل على تغليف encapsulate التفاصيل الداخليّة لعمليّة التحضير، فكلّ ما نفعله هو ضغط الزر ومن ثمّ نحصل على الناتج المطلوب. فإذا ما أُجري تعديل في الآلة بحيث تتغيّر طريقة تحضير مشروب ساخن لجعله أفضل وأكثر لذّة، فإنّ ذلك لن يؤثّر مطلقًا على أسلوب التعامل مع الآلة للحصول على نفس المشروب، ولن نلاحظ هذا التعديل إلّا بعد تذوّقنا للمشروب وملاحظة الفرق في المذاق. الوراثة Inheritance تُعتبر الوراثة من أهم أشكال إعادة الاستخدام للمكوّنات البرمجيّة، حيث يعمل الصنف الجديد على الاستفادة من المكوّنات الموجودة مسبقًا ضمن الصنف الذي "يرث" منه ويجري عليها بعض التعديلات التي تناسبه على نحو مخصّص. فبدلًا من إنشاء صنف جديد من الصفر، يمكننا إنشاء صنف يعتمد على صنف آخر ويستفيد من خصائصه وسلوكيّاته (توابعه) الموجودة مسبقًا ثمّ يكيّفها أو يضيف عليها. نسمّي الصنف الأساسي الذي نرث منه بالصنف الأب. أمّا الصنف الذي يقوم بعمليّة الوراثة فنسمّيه بالصنف الابن أو بالصنف المشتق. لتثبيت الفكرة لنتناول المثال التالي. في المدارس هناك ثلاثة أنواع أساسيّة من الأشخاص المتواجدين فيها: الطلاب والمدرّسون والإداريّون. يمكننا بناء صنف عام يُمثّل أي شخص يعمل في المدرسة وليكن SchoolMember يحتوي هذا الصنف على خصائص مثل: الاسم والكنية واسم الأب واسم الأم وتاريخ الميلاد ورقم الهاتف. يمكننا البناء على هذا الصنف عندما نريد إنشاء أصناف أكثر "تخصّصًا" منه. مثل الصنف الذي يُعبّر عن الطلاب Student والصنف الذي يُعبّر عن المدرّسين Teacher، والصنف المُعبّر عن الإداريين Staff. يرث كلّ صنف منها من الصنف الأب SchoolMember فيصبح لكلّ منها نفس الخصائص الموجودة ضمن الصنف SchoolMember بشكل تلقائيّ. من الواضح أنّ الصنف Student مخصّص أكثر من الصنف SchoolMember فهو يحتوي بالإضافة إلى الخصائص الموجودة في SchoolMember خصائص فريدة خاصّة به. فمثلًا من الممكن أن يحتوي على الخاصيّة التي تعبّر عن الصفّ الحالي Grade وعن السلوك العام Behavior للطالب، أمّا صنف المدرّس Teacher فمن الممكن أن يحتوي (بالإضافة إلى الخصائص الموجودة ضمن SchoolMember) على خاصيّة Course التي تُعبّر عن المقرّر الذي يدرّسه (رياضيّات، فيزياء ...الخ) والخاصيّة WeeklyHours التي تعبّر عن عدد الساعات التدريسيّة الأسبوعيّة المكلّف بها. وينطبق نفس المفهوم تمامًا على الصنف Staff الذي يعبّر عن الموظّفين الإداريين في المدرسة. فالوراثة تنتقل بنا من الشكل الأكثر عموميّةً SchoolMember إلى الشكل الأكثر تخصيصًا مثل Student. وفي الحقيقة كان من الممكن أن نتابع عمليّة الوراثة اعتبارًا من الصنف Staff فهناك قسم التوجيّه وهناك أمانة السر والإدارة وغيرها، وكلّ منها يمكن أن يرث من الصنف Staff. التعددية الشكلية Polymorphism بفرض أنّنا نريد بناء برنامج يحاكي الحركة الانتقاليّة لعدّة أنواع من الحيوانات لدراسة حيويّة. كلّ من أصناف السمكة Fish والطائر Bird والضفدع Frog ترث من الصنف Animal الذي يمثّل أيّ حيوان. بفرض أنّ الصنف Animal يحتوي على سلوكيّة (تابع) اسمها Move (تُعبّر عن الانتقال)، فكما نعلم أنّ هذه السلوكيّة ستصبح وبشكل تلقائي موجودة ضمن أيّ صنف يرث من الصنف Animal، وهنا تكمن التعدديّة الشكليّة. فكل صنف من الأصناف Fish وBird وFrog يُعبّر عن عملية الانتقال Move بشكل مختلف. فالسمكة ربما تنتقل عن طريق السباحة مترًا واحدًا عند استدعاء التابع Move. أمّأ الطائر Bird فمن الممكن أي يطير مسافة 10 متر عند كل استدعاء للتابع Move، وأخيرًا فإنّه من الممكن للضفدع أن يقفز مسافة 20 سنتيمتر كلّما استدعي التابع Move. فالتابع Move المعرّف ضمن الصنف Animal يمكن التعبير عنه بأشكال متعدّدة ضمن الأصناف الأبناء Fish وBird وFrog كلٌّ بحسب حاجته. الخلاصة تعرّفنا في هذا الدرس على المفهوم العام للبرمجة كائنيّة التوجّه وتعاملنا مع التغليف حيث لا تهمّنا التفاصيل الداخلية لآلية العمل. والوراثة التي تتعلّق بمفهوم إعادة الاستخدام والانتقال من العام (الأب) إلى المخصّص (الابن). بالإضافة إلى التعدديّة الشكليّة التي تسمح لنا بإكساب سلوكيّات مخصّصة للأصناف الأبناء تنسجم مع طبيعتها. سنتناول في الدروس التالية هذه المفاهيم بشكل تطبيقي في سي شارب.
  8. بعد أن تعرّفنا في الدّرس السابق على أساسيات البرمجة كائنية التوجّه، سنُكمل في هذا الجزء ما بدأناه وسنتعلّم بعض المبادئ المتقدّمة حول البرمجة كائنيّة التّوجه. تغيير قيمة متغير الصنف في الدّرس السّابق تعلّمنا كيفيّة تعريف مُتغيّر داخل صنف وكيفيّة الوصول إليه، في هذا الجزء من هذا الدّرس سنتعرّف على كيفيّة استخدام هذه المُتغيّرات بشكل أكثر واقعيّة، لنقل مثلا بأنّنا نمتلك صنفًا باسم Car (سيارة)، ونريد أن ننشئ كائنات من هذا الصّنف، بحيثُ يكون لكل كائن قيم مُختلفة لمُتغيّرات الصّنف، انظر ما يلي: class Car: name = None speed = 0 brand = None def specs(self): print '{} speed is {}Km/h and it\'s brand is {}'.format(self.name, self.speed, self.brand) أنشأنا أعلاه صنفا بسيطا باسم Car مع ثلاثة مُتغيّرات name لاسم السّيارة، speed لسرعة السّيارة و brand لاسم العلامة التّجاريّة، كلمة None تُشير إلى أنّ المُتغيّر مُعرّف لكنّه لا يحمل أية قيمة. بعدها عرّفنا تابعا specs (اختصار لـ specifications) لطباعة مواصفات السّيارة. لننشئ كائنات مُتعدّدة من الصّنف الذّي كتبناه للتو. # Toyota Corolla corolla = Car() corolla.name = 'Toyota Corolla' corolla.speed = 200 corolla.brand = 'Toyota' # Ford Focus focus = Car() focus.name = 'Ford Focus' focus.speed = 220 focus.brand = 'Ford' # Honda Civic civic = Car() civic.name = 'Honda Civic' civic.speed = 210 civic.brand = 'Honda' بعد أن أنشأنا الصّنف والكائنات المندرجة تحت هذا الصّنف، وقمنا بتعيين قيم المُتغيّرات التي تُعتبر مواصفات كلّ سيارة، يُمكننا أخيرا طباعة مواصفات كل سيارة (كائن) وذلك باستدعاء التابع specs. corolla.specs() focus.specs() civic.specs() وكما تتوقّع، المُخرج سيكون كالتّالي: Toyota Corolla speed is 200Km/h and it's brand is Toyota Ford Focus speed is 220Km/h and it's brand is Ford Honda Civic speed is 210Km/h and it's brand is Honda إرجاع الصنف داخل تابع يُمكنك أن تقوم بكتابة تابع داخل صنف، بحيث يقوم التابع بتنفيذ شيفرة ما ثمّ إعادة الصّنف نفسه (ما نُشير إليه بالكلمة self) وبهذا ستتمكّن من استدعاء التابع أكثر من مرّة في سطر واحد، تأمل ما يلي: class Car: def start(self): print 'Starting engine…' return self ما فعلناه في الشّيفرة أعلاه ليس بالشيء الكثير، أولا نقوم بتعريف الصّنف ثمّ بعد ذلك نُعرّف التّابع start المسؤول عن تشغيل السّيارة، وبعدها نطبع جملة تُفيد بأنّ مُحرّك السّيارة قيد التّشغيل، بعد تنفيذ الشيفرة سيُرجع التّابع الصّنف نفسه. ما سيُمكّننا من استدعاء التّابع أكثر من مرّة في سطر واحد كما يلي: corolla = Car() corolla.start().start().start() المُخرج سيكون كالتّالي: Starting engine… Starting engine… Starting engine… كما تُلاحظ لقد نُفّذت الشّيفرة الموجودة داخل التّابع start ثلاث مرّات. قد تتساءل عن أهميّة الأمر، وأتّفق معك في أنّ الأمر يُمكن أن لا يكون مُفيدا. لكنّه يكون مُفيدا إذا أردت أن تقوم بتنفيذ تابعين بشكل تسلسلي، لنقل بأنّ لدينا تابعا آخر باسم move ولنفرض بأنّه سيكون مسؤولا عن تحريك السّيارة، سيكون من الأفضل لو استطعنا أن نستدعي تابع الحركة مُباشرة بعد استدعاء تابع التّشغيل. بحيث يبدو الاستعمال كالتّالي: corolla.start().move() يُمكننا أن نقوم بالأمر ببساطة، وفي الحقيقة لن نحتاج إلا لإضافة التابع move لما كتبناه سابقا. class Car: def start(self): print 'Starting engine…' return self def move(self): print 'The car is moving…' بهذه الطّريقة سنتمكن من تنفيذ الشيفرة دون مشاكل: Car().start().move() المُخرج: Starting engine… Starting engine… The car is moving… لكن لاحظ هذه المرّة بأنّنا لم نُرجع كلمة self في التّابع move ما يعني بأنّنا لن نتمكن من القيام باستدعاء التابع أكثر من مرّة: Car().start().move().move() إذا حاولت أن تُنفّذ الأمر السّابق ستحصل على خطأ كالتّالي: AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'move' وهذا راجع لكوننا لم نُرجع الصنف في آخر التّابع move. الوراثة مفهوم الوراثة في البرمجة كائنيّة التوجه لا يختلف كثيرا عن مفهوم الوراثة في العالم الواقعي، الصّنف الابن يرث جميع المتغيرات والتوابع من الصّنف الأب، يُمكن التّفكير في الأمر على أنّه نسخ. أي أنّ الصّنف الابن مُجرّد نُسخة طبق الأصل من الصّنف الأصلي، الفرق هنا هو أنّك تستطيع أن تُضيف المزيد من الخصائص والتوابع للصّنف الابن. وطريقة إنشاء صنف يرث من صنف آخر هي بوضع الصّنف الأب بين قوسين عند إنشاء الصّنف الابن. انظُر المثال التّالي: class Parent: a = 1 b = 2 class Child(Parent): c = 3 في المثال أعلاه، قُمنا بإنشاء صنف باسم Parent مع مُتغيّرين a و b، وبعدها أنشأنا صنفا Child الذي يرث خصائص الصّنف السابق، وبالتّالي فسنتمكّن من الوصول إلى مُتغيّرات الصّنف Parent من خلال الصّنف Child، ما يعني بأنّ الشيفرة التّالية ستعمل دون مشاكل: child = Child() print child.a print child.b print child.c المُخرج: 1 2 3 كما تُلاحظ فإنّنا قد استطعنا الوصول إلى المتغيّرين a و b رغم أنّهما لم يُعرّفا مُباشرة داخل الصّنف Child. يُمكن أن نجعل صنفا يرث توابع من صنف آخر بنفس الطّريقة: class Person: name = 'Person' def say_hello(self): name = self.name print 'Hello my name is {}'.format(name) class Abdelhadi(Person): name = 'Abdelhadi' استدعاء التّابع say_hello من كائن من الصّنف Abdelhadi. me = Abdelhadi() me.say_hello() المُخرج: Hello my name is Abdelhadi في الشيفرة أعلاه، قُمنا أولا بتعريف صنف "شخص" باسم Person ثمّ عرّفنا المُتغيّر name داخل الصّنف، وأعطيناه قيمة افتراضيّة، بعدها عرّفنا التّابع say_hello ليطبع جُملة التّرحيب. متغيرات الصنف المبنية مسبقا توجد مُتغيّرات مبنية مُسبقا في لغة بايثون، وتُسمى هذه المُتغيّرات بمُتغيّرات الصّنف، وما نعنيه بأنّها مبنية مُسبقا هو أنّك لا تحتاج إلى تعريفها، وتمتاز هذه المُتغيّرات بأنّها مُحاطة بتسطيرين سُفليّين Underscores وإليك بعضا من هذه المُتغيّرات: __doc__ سلسلة توثيق الصنف (Documentation string) وهو ما يُكتب مُباشرة بعد تعريف الصنف، ويحتوي في الغالب معلومات حول وظيفة الصّنف. القيمة الافتراضية لهذا المتغير هي None ألق نظرة على الصّنف التالي: class Person: ''' This class does nothing ''' pass لاحظ بأنّ سلسلة التوثيق مُحاطة بثلاث علامات تنصيص إذا أردنا الوصول إلى هذا التوثيق فكلّ ما علينا فعله هو استخدام الصّفة __doc__: print Person.__doc__ المُخرج: This class does nothing __module__ الوحدة التي عُرّفَ فيها الصّنف، وقيمتها الافتراضية هي'__main__'. print Person.__module__ المخرج: __main__ __dict__ هذا المُتغيّر عبارة عن قاموس يحمل ما سبق كقيم بدئية، كما يحمل أسماء المتغيّرات التي تُنشؤها أنت وقيمها وكذلك أسماء التوابع، لاحظ المثال التالي (نفّذه مُباشرة على مُفسّر بايثون لتُلاحظ النّتيجة): >>> class Math: ... x = 1 ... y = 2 ... def x_plus_y(self): ... return self.x + self.y ... >>> Math.__dict__ {'y': 2, 'x': 1, '__module__': '__main__', '__doc__': None, 'x_plus_y': <function x_plus_y at 0x7f186e76a6e0>} كما تُلاحظ مُخرجات القاموس تحتوي على كل من قيم المُتغيرات الخاصّة بالصّنف سواء التي عرّفناها أو المبنية مُسبقا، لاحظ كذلك العنصر الأخير من القاموس: 'x_plus_y': <function x_plus_y at 0x7f186e76a6e0>} هذا العنصر يحمل مفتاحا باسم التابع x_plus_y الذي عرّفناه، وقيمة هذه المفتاح تُشير إلى أنّه دالة. __name__ اسم الصّنف، يُمكنك تطبيقه على أي صنف للحصول على اسمه، انظر المثال التالي: >>> a = Math >>> a.__name__ 'Math' كما تُلاحظ فقد حصلنا على اسم الصنف Math. الوصول إلى الصنف الخاص بكائن ما المُتغيّرات التي ذكرناها سابقا خاصّة بالصّنف فقط ولا يُمكن الوصول إليها من كائن من هذا الصّنف. تأمّل الصّنف التالي: class Person: name = 'Abdelhadi' لننشئ الآن كائنا من هذا الصّنف: me = Person() يُمكننا الآن الوصول إلى قيمة المُتغيّر name كالتالي: >>> me.name 'Abdelhadi' لكننّا لن نستطيع الوصول إلى مُتغيّرات الصّنف من الكائن، بل من الصّنف فقط: person_class = Person person_class.__name__ # الشيفرة صحيحة person_object = Person() person_object.__name__ # الشيفرة خاطئة لأنّنا نحاول الوصول إلى مُتغيّر غير مُعرّف داخل الكائن ستحصل على خطأ من نوع AttributeError عند تنفيذ السّطر الأخير: AttributeError: Person instance has no attribute '__name__' الحل الأمثل هو أن نصل إلى الصّنف انطلاقا من الكائن، وبعدها سنتمكّن من الوصول إلى مُتغيّرات/صفات الصّنف دون مشاكل، وطريقة الوصول إلى صنف كائن هي بإلحاقه بكلمة __class__، انظر المثال التّالي (سنعتمد على الصنف الذي أنشأناه أعلاه): person_object = Person() person_object_class = person_object.__class__ # إسناد صنف الكائن لمتغيّر print person_object_class.__name__ # اسم الصّنف print person_object_class.__dict__ # قاموس يحتوي على بيانات الصّنف بدأنا بإنشاء كائن person_object ثمّ استخدام جُملة __class__ للوصول إلى الصّنف. المُخرج: Person {'__module__': '__main__', 'name': 'Abdelhadi', '__doc__': None} يُمكنك كذلك القيام بالأمر داخل تابع في الصّنف: class Person: def say_hello(self): print 'Hi I am a {}'.format(self.__class__.__name__) person_obj = Person() person_obj.say_hello() لاحظ استخدام self.__class__.__name__ للوصول إلى اسم الصّنف في التّابع say_hello. المُخرج: Hi I am a Person التوابع الخاصة يُمكن استخدام بعض التّوابع الخاصّة لتنفيذ شيفرة عند القيام بإجراء معيّن، وإليك قائمة بأهم هذه التّوابع (لاحظ بأنّها مُحاطة بتسطيرين سُفليّين Underscores). التابع init: تُنفَّذُ الشيفرة التي بداخله عند إنشاء كائن من الصّنف، ويُسمّى أيضا بتابع البناء Contractor . التابع del: تُنفّذ شيفرته عند حذف كائن أو عند استدعاء دالة الخروج exit. التابع repr: تُنفّذ الشيفرة عند استدعاء الكائن، ويُستخدم هذا التابع لإرجاع معلومات حول الكائن في الوضع التّفاعلي (من مُفسّر لغة بايثون مُباشرة) مثال: # استدعاء __init__ person_obj = Person() # استدعاء __repr__ person_obj repr(person_obj) # حذف الكائن واستدعاء __del__ del(person_obj) التابع init هذا مثال بسيط على إنشاء واستدعاء هذا التّابع: class Person: def __init__(self): print 'A new object was created' me = Person() مُخرج البرنامج سيكون جُملة تُفيد بأنّ كائنا قد أنشئ، لاحظ أنّ الجملة A new object was created قد طُبعت رغم عدم استدعاء التّابع init بشكل صريح، ويُمكن الحصول على نفس المُخرج باستدعاء التّابع كالتّالي: me.__init__() حسنا تعلّمنا الآن بأنّنا نستطيع تنفيذ الشيفرة الموجودة بداخل التّابع __init__ بمُجرّد إنشاء كائن من الصّنف، ولكن ماذا عن المُعاملات؟ يُمكن تمرير المُعاملات للتّابع __init__ عند إنشاء صنف كالتّالي: me = Person('Abdelhadi') وفي التّابع سيكون الأمر كالتّالي: def __init__(self, name): name = self.name print 'Hello My name is {}'.format(name) الشيفرة الكاملة: class Person: def __init__(self, name): self.name = name print 'Hello My name is {}'.format(name) me = Person('Abdelhadi') المُخرج: Hello My name is Abdelhadi التابع repr يُستعمل هذا التّابع لإرجاع معلومات قابلة للطّباعة، ويُستخدم كثيرا في الوضع التّفاعلي (مُفسّر بايثون)، ويجب أن تكون القيمة المُرجعَةُ عبارة عن سلسلة نصيّة. وإليك مثالا لكيفيّة استخدامه: class Math: x = 1 y = 2 def __repr__(self): x = self.x y = self.y return 'x: {}, y: {}'.format(x, y) x_y = Math() print x_y المُخرج: x: 1, y: 2 يُمكننا الاستفادة من هذا التّابع للوصول إلى اسم الصنف عند الوراثة: # تعريف الصّنف الرّئيسي class Person: def __repr__(self): return 'Hi I am a {}'.format(self.__class__.__name__) # الوراثة class Writer(Person): pass class Student(Person): pass # إنشاء الكائنات omar = Student() abdelhadi = Writer() # طباعة قيّم التّابع repr print omar print abdelhadi المُخرج: Hi I am a Student Hi I am a Writer لاحظ بأنّ الصّنفين Writer و Student لا يحتويان على أية شيفرة، ومع ذلك فقد نُفّذ التّابع repr واستجاب بطريقة مُختلفة مع كلّ كائن. التابع del تُنَفّذُ الشّيفرة الموجودة بداخل هذا التّابع عند حذف كائن باستعمال الدّالة del وهي دالة تُستعمل لإنجاز ما يُسمى بعمليّة جمع القُمامة Garbage Collecting والهدف الرئيسي من هذه العمليّة هو تحرير الذاكرة، ولحذف كائن يكفي أن تقوم باستدعاء الدّالة del مع تمرير الكائن كمُعامل: class Math: x = 1 y = 2 numbers = Math() numbers.x # ==> 1 numbers.y # ==> 2 # حذف الكائن del(numbers) # خطأ numbers.x # ==> NameError: name 'numbers' is not defined بعد أن حذفنا الكائن numbers لم يعد بإمكاننا الوصول إلى قيمة المُتغيّر x، وأسفر الأمر عن خطأ من نوع NameError. يُستدعى التابع del مُباشرة بعد حذف الكائن، ما يعني بأنّنا نستطيع أن نطبع جملة تُفيد بأنّ الكائن قد حُذف: class Math: x = 1 y = 2 def __del__(self): print 'Object deleted!' numbers = Math() numbers.x # ==> 1 del(numbers) المُخرج: Object deleted! تُنفَّذ شيفرة __del__ كذلك عند استدعاء الدالة exit للخروج من البرنامج: class Math: x = 1 y = 2 def exit_program(self): exit() def __del__(self): print 'Object deleted!' numbers = Math() numbers.exit_program() مُخرَج البرنامج أعلاه سيكون نفس الشيء رغم عدم حذف الكائن. والسبب راجع لاستخدام الدّالة exit داخل التّابع exit_program. تمارين تمرين 1 عد إلى الدّروس السّابقة وحاول تحويل برنامج تسجيل الدّخول إلى برنامج سهل القراءة والاستخدام باستعمال البرمجة كائنية التوجه، فمثلا يُمكن أن يستعمل من قبل مُبرمجين آخرين بالطّريقة التّالية: user = User() user.signup('username', 'password', 'password_confirmation') user.login('username', 'password') user.say_hello() user.logout() تمرين 2 أنشئ برنامجا يطبع جميع التوابع والمُتغيّرات الموجودة داخل الصّنف الذي أنشأته كحل للتّمرين الأول.
  9. تحدثنا في الدرسين السابقين عن المبادئ الأوليّة لتطبيق مفاهيم البرمجة الكائنيّة التوجّه في سي شارب. سننهي في هذا الدرس تطبيق هذه المبادئ، حيث سنتناول موضوع الوراثة Inheritance والتعدديّة الشكليّة Polymorphism، كما سنتعرّف على محدّد الوصول protected الذي يُستخدم في الوراثة. الوراثة Inheritance سبق وأن قدّمنا للوراثة، واتفقنا على أنّها من أهمّ المفاهيم التي يمكن أن تدعمها لغات البرمجة كائنيّة التوجّه. في الحقيقة يرث أيّ صنف موجود في إطار عمل دوت نت أو أيّ صنف تنشئه بنفسك بشكل مباشر أو غير مباشر من الصنف Object حتى ولو لم نخبر مترجم سي شارب بذلك، حيث سيعمل المترجم على الوراثة منه بشكل ضمنيّ. هذا الصنف ذو دلالة عامّة، وهو غير مفيد كثيرًا كاستخدام بحدّ ذاته. يحتوي الصنف Object على عدد قليل من التوابع كأعضاء ضمنه مثل Equals و GetHashCode و GetType و ToString. التابع الأكثر استخدامًا هو التابع ToString، وهو يُستخدَم عادةً للحصول على التمثيل النصيّ لأيّ كائن. لكي نفهم الوراثة بشكل عمليّ لا بدّ لنا من مثال تمهيديّ. سننشئ لهذا الغرض صنف أب سأسمّيه Father. سيكون هذا الصنف هو الأساس الذي نرث منه. لهذا الصنف الشكل التالي: class Father { public Father() { Console.WriteLine("Father: In Constructor"); } public void MyMethod() { Console.WriteLine("Father: In MyMethod"); } } يحتوي هذا الصنف على التابع MyMethod الذي يحوي الكلمة void قبل اسم التابع مباشرةً. تعني هذه الكلمة أنّ التابع MyMethod لن يُرجع أي قيمة للشيفرة التي استدعته. كما يحتوي الصنف Father على البانية عديمة الوسائط Father. وضعت عبارتي Writeline في كلّ تابع من باب التوضيح. الآن سنعرّف صنفًا جديدًا لنسمّه Child يرث من الصنف Father على الشكل التالي: class Child : Father { } قد يبدو الصنف Child فارغًا إلّا أنّه ليس كذلك. لاحظ من السطر الأوّل لتصريح هذا الصنف كيف وضعنا النقطتان الرأسيّتان (:) ومن ثمّ اسم الصنف Father. يخبر ذلك مترجم سي شارب أنّنا نريد من الصنف Child أن يرث من الصنف Father. في الحقيقة جميع الأعضاء المعرّفة ضمن الصنف Father ستصبح موجودة تلقائيًّا ضمن الصنف Child، بل ويمكن إضافة المزيد من الأعضاء إلى الصنف Child بحسب الحاجة. أنشئ مشروعًا جديدًا وسمّه Lesson08_01، ضع الصنفين السابقين بجوار الصنف Program ضمن فضاء الاسم Lesson08_01 ثم اكتب الشيفرة التالية ضمن التابع Main: Child c = new Child(); c.MyMethod(); نفّذ البرنامج لتحصل على الخرج التالي: Father: In Constructor Father: In MyMethod من الواضح أنّ التنفيذ سيدخل إلى بانية الصنف Father (تذكّر أنّ البانية هي أوّل تابع يُستدعى عند إنشاء الكائن) وإلى التابع MyMethod وكلاهما موجودان ضمن الصنف الأب Father. لنضيف بعض التعديلات على الصنف Child. عدّل الصنف Child ليصبح كما يلي: class Child : Father { public Child() { Console.WriteLine("Child: In Constructor"); } } لاحظ أنّنا قد أضفنا بانية عديمة الوسائط للصنف Child وبداخلها التابع WriteLine لطباعة جملة توضيحيّة. أعد تنفيذ البرنامج السابق لتحصل على الخرج التالي: Father: In Constructor Child: In Constructor Father: In MyMethod الخرج السابق منطقيّ تمامًا. عند إنشاء كائن من الصنف Child باستخدام العبارة: Child c = new Child(); فإنّ بانية الصنف Child سُتستدعى نتيجة لذلك، وبما أنّ الصنف Child يرث من الصنف Father لذلك فإنّ بانية الصنف Father هي من ستُنفّذ أولًا ومن ثمّ بانية الصنف Child. أمّا عند استدعاء التابع MyMethod من الكائن الموجود ضمن المتغيّر c فسنحصل على رسالة الخرج الثالثة كما هو متوقّع. لنجرّب الآن شيئًا آخر. ماذا لو أردنا استبدال محتوى التابع MyMethod بمحتوى خاص بالابن، بمعنى آخر نريد "تجاوز" تعريف التابع MyMethod الموجود في الصنف الأب Father إلى تعريف آخر للتابع MyMethod ولكنّه خاص بالصنف Child. أضف التابع التالي إلى الصنف Child: public new void MyMethod() { Console.WriteLine("Child: In MyMethod"); } لاحظ وجود الكلمة المحجوزة new بعد مُحدّد الوصول public. وظيفة هذه الكلمة في هذا المكان هي إخفاء التابع MyMethod الموجود في الصنف Father واستبداله بالتابع MyMethod الموجود في الصنف Child. الآن بعد تنفيذ البرنامج ستحصل على الخرج التالي: Father: In Constructor Child: In Constructor Child: In MyMethod تمّ المطلوب، لقد أُخفي التابع MyMethod الموجود ضمن الصنف الأب Father لصالح التابع MyMethod الموجود ضمن الصنف الابن Child. يجب أن يبدو البرنامج Lesson08_01 بعد التعديلات الأخيرة شبيهًا بما يلي: 1 using System; 2 3 namespace Lesson08_01 4 { 5 class Father 6 { 7 public Father() 8 { 9 Console.WriteLine("Father: In Constructor"); 10 } 11 12 public void MyMethod() 13 { 14 Console.WriteLine("Father: In MyMethod"); 15 } 16 } 17 18 class Child : Father 19 { 20 public Child() 21 { 22 Console.WriteLine("Child: In Constructor"); 23 } 24 25 public new void MyMethod() 26 { 27 Console.WriteLine("Child: In MyMethod"); 28 } 29 } 30 31 class Program 32 { 33 static void Main(string[] args) 34 { 35 Child c = new Child(); 36 37 c.MyMethod(); 38 39 } 40 } 41 } محدد الوصول protected يُستخدم محدّد الوصول protected في الوراثة. فعندما نُعرّف أحد أعضاء الصنف الأب باستخدام protected فهذا يعني أنّه لا يمكن الوصول إليه مطلقًا إلّا من خلال أعضاء الصنف الأب نفسه، أو من خلال أعضاء الصنف الابن (أو الأحفاد). 1 using System; 2 3 namespace Lesson08_02 4 { 5 class Car 6 { 7 protected string manufacturer; 8 9 public Car() 10 { 11 this.manufacturer = "Car"; 12 } 13 14 public string Manufacturer 15 { 16 Get 17 { 18 return this.manufacturer; 19 } 20 } 21 } 22 23 class Toyota : Car 24 { 25 public Toyota() 26 { 27 this.manufacturer = "Toyota"; 28 } 29 } 30 31 class Program 32 { 33 static void Main(string[] args) 34 { 35 Toyota toyota = new Toyota(); 36 37 Console.WriteLine(toyota.Manufacturer); 38 } 39 } 40 } عند تنفيذ البرنامج ستحصل على الكلمة Toyota في الخرج. السبب في ذلك أنّ بانية الصنف Toyota تصل إلى الحقل manufacturer في السطر 27، رغم أنّه مصرّح عنه في الصنف الأب Car، وذلك لأنّه ذو محدّد وصول protected. من الواضح أنّ الأعضاء المصرّح عنها باستخدام محدّد الوصول private في الأصناف الآباء تبقى مرئيّةً فقط ضمن أعضاء الصنف الأب فحسب. التعددية الشكلية Polymorphism سبق وأن تحدّثنا عن التعدديّة الشكليّة، وكيف أنّها مفهوم أساسيّ في البرمجة كائنيّة التوجّه. يتمحور مفهوم التعدديّة الشكليّة حول أنّه يحق للصنف الابن إعادة صياغة تابع (أو خاصيّة) موجود في صنف أب بصورةٍ تناسبه أكثر. لقد طبّقنا هذا المفهوم قبل قليل وذلك عندما "تجاوز" التابع MyMethod في الصنف الابن Child، التابع MyMethod الموجود في الصنف الأب Father، فأصبح التابع الموجود في الابن يُعبّر عن نفسه بشكل أكثر تخصّصًا. ولكن هذه ليست هي الطريقة المثلى لتنفيذ فكرة التعدديّة الشكلية، تزوّدنا سي شارب في الواقع بأسلوب أفضل بكثير لتحقيق هذا المفهوم. هل تذكر مثال الضفدع Frog والسمكة Fish والطائر Bird وسلوكيّة الانتقال Move التي يرثونها من الصنف Animal؟ تناولنا هذا المثال البسيط في درس سابق. وقد ذكرنا أنّ الصنف Animal هو الصنف الأب للأصناف Frog و Fish و Bird وهو يحتوي على التابع Move الذي يُعبّر عن سلوكيّة الانتقال. وبما أنّ كلًّا من الأصناف الأبناء الثلاثة تُعبّر بشكل مختلف عن عمليّة الانتقال، لذلك فنحن أمام التعدديّة الشكليّة. يحتوي البرنامج Lesson08_03 على صنف أب Animal يحوي تابعًا وحيدًا اسمه Moveـ موسوم بالكلمة المحجوزة virtual التي تجعل منه تابعًا ظاهريًّا يسمح للتوابع الأخرى بتجاوزه. بالإضافة إلى وجود ثلاثة أصناف أبناء للصنف Animal وهي Frog و Fish و Bird. يحتوي كل صنف من الأصناف الأبناء على التابع Move مع وسم خاص هو override. تسمح هذه الكلمة للتابع في الصنف الابن أن "يتجاوز" تعريف نفس التابع في الصنف الأب (موسوم بالكلمة virtual). أعني بكلمة "تجاوز" إعادة تعريف التابع بالشكل الذي يناسب الصنف الابن. فعند الحديث عن الانتقال، فالذي يناسب الضفدع Frog هو القفز، والذي يناسب السمكة Fish هو السباحة، والذي يناسب الطائر Bird بالطبع هو الطيران. وبالمناسبة فإنّ التابع ToString الموجود في الصنف Object هو تابع ظاهريّ (موسوم بالكلمة virtual) ليسمح لأي صنف آخر بتجاوزه. إليك الآن البرنامج Lesson08_03: 1 using System; 2 3 namespace Lesson08_03 4 { 5 class Animal 6 { 7 public virtual void Move() 8 { 9 Console.WriteLine("Animal: Move General Method"); 10 } 11 } 12 13 class Frog : Animal 14 { 15 public override void Move() 16 { 17 Console.WriteLine("Frog - Move: jumping 20 cm"); 18 } 19 } 20 21 class Bird : Animal 22 { 23 public override void Move() 24 { 25 Console.WriteLine("Brid - Move: flying 10 m"); 26 } 27 28 } 29 30 class Fish : Animal 31 { 32 public override void Move() 33 { 34 Console.WriteLine("Fish - Move: swimming 1 m"); 35 } 36 } 37 class Program 38 { 39 static void Main(string[] args) 40 { 41 Frog frog = new Frog(); 42 Fish fish = new Fish(); 43 Bird bird = new Bird(); 44 45 frog.Move(); 46 fish.Move(); 47 bird.Move(); 48 } 49 } 50 } نفّذ البرنامج السابق لتحصل على الخرج التالي: Frog - Move: jumping 20 cm Fish - Move: swimming 1 m Brid - Move: flying 10 m لاحظ كيف يُعبّر كلّ كائن من الأصناف الأبناء عن التابع Move بالشكل الذي يناسبه. وواضح أنّ التابع Move الموجود في الصنف الأب Animal لا يُستدعى مطلقًا. ولكن في بعض الحالات قد نرغب أن يُستدعى التابع المُتجاوَز الموجود في الصنف الأب لإنجاز بعض المهام ومن ثمّ نتابع العمل ضمن التابع المُتجاوِز. يمكننا ذلك ببساطة من خلال استخدام الكلمة المحجوزة base التي تُشير إلى الصنف الأب الذي يرث منه الابن. لاستدعاء التابع Move الموجود في الصنف الأب Animal وذلك من خلال التابع Move الموجود في الصنف Frog أضف العبارة التالية بعد السطر 16 مباشرةً قبل أي عبارة أخرى، ليصبح هذا التابع على الشكل: public override void Move() { base.Move(); Console.WriteLine("Frog - Move: jumping 20 cm"); } أعد تنفيذ البرنامج لتحصل على الخرج التالي: Animal: Move General Method Frog - Move: jumping 20 cm Fish - Move: swimming 1 m Brid - Move: flying 10 m انظر كيف استُدعي التابع Move الموجود في الصنف الأب Animal ومن ثمّ استُدعي التابع Move الموجود في الصنف الابن Frog. التحويل بين الأنواع سنتناول في هذه الفقرة سلوكًا قد يبدو غريبًا بعض الشيء، ولكنّه مهم وأساسيّ وسيصادفك في معظم البرامج التي تكتبها باستخدام سي شارب. أعد البرنامج Lesson08_03 إلى حالته الأصلية (أي أزل العبارة ()base.Move). امسح محتويات التابع Main واستبدلها بالشيفرة التالية: Animal animal = new Frog(); animal.Move(); العبارة الأولى غريبة قليلًا أليس كذلك؟ في الحقيقة الوضع طبيعي تمامًا، فبما أنّ الصنف Animal هو صنف أب للصنف Frog لذلك فيستطيع أيّ متغيّر مصرّح عنه على أنّه من النوع Animal (في مثالنا هذا هو المتغيّر animal) أن يخزّن مرجع إلى كائن من الصنف Frog (تذكّر أنّ التعبير ()new Frog يولّد مرجع لكائن من الصنف Frog). نفّذ البرنامج الآن لتحصل على الخرج التالي: Frog - Move: jumping 20 cm يبدو أنّ برنامجنا ذكيّ كفاية لكي يعرف أنّ الكائن الذي يشير إليه المتغيّر animal هو كائن من الصنف Frog. في الحقيقة يحصل هنا تحويل ضمني بين الكائنات، ولكن إذا فعلنا العكس، أي أسندنا مرجع لكائن من الصنف Animal إلى متغيّر من النوع Frog فسنحصل على خطأ أثناء ترجمة البرنامج. امسح محتويات التابع Main واستبدلها بالشيفرة التالية: Animal animal = new Frog(); Frog frog = animal; نحاول في السطر الثاني أن نُسند المتغيّر animal من النوع Animal إلى المتغيّر frog من النوع Frog، فنحصل على الخطأ التالي عند محاولة تنفيذ البرنامج: Cannot implicitly convert type 'Lesson08_03.Animal' to 'Lesson08_03.Frog'. An explicit conversion exists (are you missing a cast?) يخبرنا هذا الخطأ أنّه لا يمكن التحويل بشكل ضمنيّ من النوع Animal إلى النوع Frog ويقترح علينا استخدام عامل التحويل بين الأنواع casting (هل تذكره؟). رغم أنّ المتغيّر animal يحمل مرجع إل كائن من الصنف Frog في حقيقة الأمر (انظر السطر الأوّل من الشيفرة السابقة) إلّا أنّنا عند محاولتنا إسناد المتغيّر animal إلى المتغيّر frog حصلنا على خطأ. السبب في ذلك هو أنّه لا يحدث تحويل ضمنيّ بين الأنواع implicit conversion وإنّما يتطلّب الأمر إجراء تحويل صريح باستخدام عامل التحويل بين الأنواع. إذا استبدلت السطر الثاني من الشيفرة السابقة بالسطر التالي، ستكون الأمور على ما يرام: Frog frog = (Frog)animal; لاحظ كيف وضعنا عامل التحويل (Frog) أمام المتغيّر animal. سيضمن ذلك حدوث التحويل المطلوب دون أيّ مشاكل. لكي تريح نفسك من التفكير متى يحدث التحويل الضمنيّ ومتى يجب استخدام التحويل الصريح، تذكّر منّي القاعدة التالية: "في حياتنا اليوميّة، كثيرًا ما يحتوي الأب ابنه، ولكنّ العكس ليس صحيحًا". أعلم أنّ لهذه القاعدة شواذ في واقعنا، ولكنّها في البرمجة لا تخيب! فالمتغيّر من النوع الأب يستطيع استقبال أي مرجع لكائن من صنف ابن، ولكنّ العكس ليس صحيح ما لم نستخدم التحويل الصريح بين الأنواع. تحدث ظاهرة التحويل بين الأنواع بالنسبة للأنواع المضمّنة built-in أيضًا. فهناك تحويلات تحدث ضمنيًّا، وأخرى تحدث بتدخّل من المبرمج باستخدام عامل التحويل بين الأنواع، ولكن مع فرق جوهريّ. ففي هذه الحالة ليس بالضرورة أن يكون بين الأنواع التي تجري عمليّة التحويل فيما بينها أي علاقة وراثة. فمثلًا يمكن التحويل ضمنيًّا بين متغيّر من النوع int إلى آخر من النوع double: int i = 6; double d = i; أمّا إذا حاولنا فعل العكس: double d = 6; int i = d; فسنحصل على نفس الخطأ السابق الذي يخبرنا بوجوب استخدام التحويل الصريح بين الأنواع. يمكن حل هذه المشكلة ببساطة باستخدام عامل التحويل (int) ووضعه أمام المتغيّر d في السطر الثاني: double d = 6; int i = (int)d; نخبر المترجم هنا أنّنا نريد التحويل فعليًّا من double إلى int. ستحتاج إلى مثل هذه التقنيّة دومًا إذا كانت عمليّة التحويل ستؤدّي إلى ضياع في البيانات. فالتحويل من double إلى int سيؤدّي إلى ضياع القيمة على يمين الفاصلة العشريّة لأنّ المتغيّرات من النوع int لا تقبلها. وكذلك الأمر عند التحويل من float إلى double لأنّ المتغيّرات من النوع float ذات دقّة أقل من المتغيّرات من النوع double، وهكذا. تمارين داعمة تمرين 1 عدّل البرنامج Lesson08_03 ليعمل كل صنف من الأصناف Frog و Bird و Fish على تجاوز التابع ToString (الموجود في الصنف الأب Object). بحيث عند استدعاء التابع ToString من كائن من الصنف Frog نحصل على النص "I am Frog"، وهكذا بالنسبة للصنفين الباقيين كلّ حسب اسمه. تمرين 2 استفد من البرنامج Lesson08_02 في إنشاء صنف جديد اسمه Corolla يرث من الصنف Toyota. وأضف إلى الصنف الجديد الخاصيّة ProductionYear من النوع int. بعد ذلك أنشئ كائنًا من الصنف Corolla وحاول إسناد قيم لهذه الخاصيّة، وقرائتها منها. الخلاصة تعرّفنا في هذا الدرس على كيفيّة تطبيق الوراثة في سي شارب، كما تعرّفنا على مبادئ التعدديّة الشكليّة Polymorphism وأهميّتها وكيفيّة استثمارها في هذه اللغة. وتعاملنا أيضًا مع التحويل بين الأنواع ورأينا كيف يمكن لمتغيّر من صنف أب أن يحمل مراجع لكائنات من أصناف أبناء. تُستَخدم هذه الأساليب على نحو واسع جدًّا في مكتبة الأصناف الأساسيّة، وستحتاجها في العديد من التطبيقات التي تُنشئها.
  10. تحدثنا في الدرس السابق عن المبادئ الأوليّة لتطبيق مفاهيم البرمجة كائنيّة التوجّه في سي شارب، حيث تعلّمنا كيفيّة إنشاء الأصناف وأعضائها، وإنشاء الكائنات من الأصناف والتعامل معها. سنتابع في هذا الدرس الحديث عن تطبيق مبادئ البرمجة كائنيّة التوجّه في سي شارب حيث سنتناول مُحدّد الوصول private (تناولنا محدّد الوصول public في الدرس السابق). وسنتحدّث أيضًا عن الخصائص Properties كنوع جديد من أعضاء الصنف، والفرق بينها وبين حقول البيانات Data Fields. وسنختم هذا الدرس بالحديث عن الأعضاء الساكنة Static Members في الصنف. الخصائص Properties للخصائص ولحقول البيانات المعنى المنطقيّ نفسه في البرمجة كائنيّة التوجّه، إلّا أنّ سي شارب تميّز بينهما من الناحية العمليّة. للخصائص في سي شارب مرونة أكبر، حيث من الممكن تنفيذ عبارات برمجيّة عند إسناد قيمة إلى خاصيّة أو حتى عند القراءة منها. كما من الممكن أن نجعل إحدى الخواص قابلة للقراءة فقط أو حتى قابلة للكتابة فقط (ولو أنّه أمر نادر الحدوث). لفهم هذه المزايا بشكل جيّد سأستعير البرنامج Lesson06_02 من الدرس السابق، وأجري عليه بعض التعديلات لإدخال مفهوم الخصائص. 1 using System; 2 3 namespace Lesson07_01 4 { 5 6 class Employee 7 { 8 private string firstName; 9 private string lastName; 10 private double salary; 11 12 public string FirstName 13 { 14 get 15 { 16 return this.firstName; 17 } 18 set 19 { 20 this.firstName = value; 21 } 22 } 23 24 public string LastName 25 { 26 get 17 { 28 return this.lastName; 29 } 30 set 31 { 32 this.lastName = value; 33 } 34 } 35 36 37 public double Salary 38 { 39 get 40 { 41 return this.salary; 42 } 43 set 44 { 45 this.salary = value; 46 } 47 } 48 49 public string DisplayInfo() 50 { 51 string result = string.Format("{0} {1} - Salary: {2:N0}", 52 this.FirstName, this.LastName, this.Salary); 53 54 return result; 55 } 56 57 public Employee(string firstName, string lastName, double salary) 58 { 59 this.FirstName = firstName; 60 this.LastName = lastName; 61 this.Salary = salary; 62 } 63 64 public Employee() 65 { 66 67 } 68 } 69 70 71 class Program 72 { 73 static void Main(string[] args) 74 { 75 Employee employee1, employee2; 76 77 employee1 = new Employee("Mohammad", "Mansoor", 1000); 78 employee2 = new Employee("Saleh", "Mahmoud", 2500); 79 80 Console.WriteLine("First Employee: {0}", employee1.DisplayInfo()); 81 Console.WriteLine("Second Employee: {0}", employee2.DisplayInfo()); 82 } 83 } 84 } عند تنفيذ البرنامج Lesson07_01 سنحصل على نفس الخرج الذي حصلنا عليه في البرنامج Lesson06_02. لقد أجرينا في الحقيقة بعض التعديلات التي تبدو للوهلة الأولى أنّها ليست ذات مغزى. لقد استبدلنا محدّد الوصول للحقول في الأسطر من 8 حتى 10 ليصبح private بدلًا من public (كما كان الوضع في البرنامج Lesson06_02). يفيد مُحدّد الوصول هذا في جعل الحقل خاصًّا بالصنف ولا يمكن الوصول إليه من خارج الكائن المُنشَأ من هذا الصنف، وبالتالي لا يمكن لأحد أن يُعدّل عليه إلّا التوابع الموجودة ضمن نفس الصنف حصرًا. الأمر الآخر أنّنا قد جعلنا أسماء الحقول تبدأ بحرف طباعي صغير وذلك لتمييزها عن الخصائص التي ستأتي بعدها والتي تحمل نفس الاسم ولكن بحرف طباعي كبير. يبدأ التصريح عن الخاصيّة FirstName في السطر 12 ويمتدّ حتى السطر 22. للخصائص في سي شارب فوائد عظيمة سنختبرها بالتدريج في هذا الدرس وفي الدروس اللّاحقة. لاحظ وجود النوع string قبل اسم الخاصيّة في السطر 12، يُشير ذلك إلى أنّ هذه الخاصيّة تقبل وتعطي قيمًا نصيّة فحسب. في الحقيقة يمكن استبدال string بأيّ نوع نحتاجه. من الواضح أنّ التصريح عن الخاصيّة FirstName يتألّف من قسمين: قسم القراءة get (بين السطرين 14 و 17) وقسم الإسناد set (بين السطرين 18 و 21). في الواقع لا تتعدّى الخاصيّة كونها وسيلة للوصول إلى الحقول الخاصّة private fields الموجودة ضمن الكائن سواءً بالقراءة أو الإسناد، ولكن مع إمكانيّة معالجة القيم سواءً قبل إسنادها إلى هذه الحقول أو بعد القراءة منها. عندما نحاول إسناد قيمة إلى الخاصيّة FirstName ستُنفّذ العبارات البرمجيّة الموجودة في قسم set، وهي عبارة برمجيّة واحدة فقط في مثالنا هذا: this.firstName = value; الكلمة value هي كلمة محجوزة تحتوي على القيمة المُسندة إلى الخاصيّة FirstName. العبارة السابقة واضحة للغاية فهي تعمل على إسناد القيمة المخزّنة ضمن value إلى الحقل firstName. لاحظ كيف يمكننا الوصول إلى هذا الحقل من الكلمة this، كما ويمكننا إغفالها. نستطيع الوصول إلى الحقل firstName رغم أنّه ذو محدّد وصول private لأنّنا نصل إليه من تابع يقع في نفس الصنف. أمّا عندما نحاول قراءة الخاصيّة FirstName فسيتمّ تنفيذ العبارات البرمجيّة الموجودة ضمن القسم get. في هذا المثال يحتوي القسم get على عبارة برمجيّة واحدة وهي: return this.firstName; حيث تعمل على إرجاع القيمة المخزّنة ضمن الحقل firstName إلى الشيفرة التي طلبت قراءة الخاصيّة FirstName. يطبّق نفس الأمر تمامًا على الخاصيّتين LastName و Salary. الخصائص المطبقة تلقائيا يبدو البرنامج السابق طويلًا بلا مبرّر، فنحن لم نقم بأيّ عمل ضمن الخصائص سوى الإسناد أو القراءة. إذا كان الأمر كذلك في برامجك الحقيقيّة فيمكنك الاستغناء عن هذا الشكل من الخصائص واللجوء إلى شكل أكثر حداثةً وعصريّة، والذي يتمثّل بالخصائص المطبّقة تلقائيًّا auto implemented properties. انظر الشكل العام لها فيما يتعلّق بالخاصيّة FirstName: public string FirstName { get; set; } لم تعد العبارات البرمجيّة في قسميّ get و set موجودة. ينحصر دور هذه الخاصيّة في شكلها الحالي في تخزين القيم ضمن الخاصيّة FirstName والقراءة منها فقط. ولكن يأتي السؤال هنا، أين ستخزّن الخاصيّة FirstName قيمها، فأنا لا أرى حقلًا للتخزين! يعمل المترجم في هذه الحالة على إنشاء حقل خاص غير مُشاهد في شيفرة MSIL وظيفته الاحتفاظ بقيمة الخاصيّة FirstName. وهنا قد يجول بخاطرك سؤال آخر: لماذا كلّ هذا التعقيد، لماذا لا نستخدم الحقول كما كنّا نفعل في الدرس السابق وحسب؟ الإجابة بسيطة على هذا التساؤل المشروع. فنحن نستخدم الخصائص بهذا الشكل لغايات تصميميّة فحسب. فكلّما كنت بحاجة لأن تُضيف خاصيّة لأحد الأصناف يمكن الوصول إليها من خارجه فافعل ذلك عن طريق الخصائص (وليس الحقول) ولن تندم، وإن بدا ذلك يتطلّب المزيد من العمل. سنطبّق هذه الخصائص الفريدة على برنامجنا المعدّل Lesson07_02 بحيث تستغني تمامًا عن الحقول firstName و lastName و salary. 1 using System; 2 3 namespace Lesson07_02 4 { 5 6 class Employee 7 { 8 public string FirstName { get; set; } 9 public string LastName { get; set; } 10 public double Salary { get; set; } 11 12 public string DisplayInfo() 13 { 14 string result = string.Format("{0} {1} - Salary: {2:N0}", 15 this.FirstName, this.LastName, this.Salary); 16 17 return result; 18 } 19 20 public Employee(string firstName, string lastName, double salary) 21 { 22 this.FirstName = firstName; 23 this.LastName = lastName; 24 this.Salary = salary; 25 } 26 27 public Employee() 28 { 29 30 } 31 } 32 33 34 class Program 35 { 36 static void Main(string[] args) 37 { 38 Employee employee1, employee2; 39 40 employee1 = new Employee("Mohammad", "Mansoor", 1000); 41 employee2 = new Employee("Saleh", "Mahmoud", 2500); 42 43 Console.WriteLine("First Employee: {0}", employee1.DisplayInfo()); 44 Console.WriteLine("Second Employee: {0}", employee2.DisplayInfo()); 45 } 46 } 47 } أصبح هذا البرنامج الآن يُشبه البرنامج Lesson06_02 من الدرس السابق إلى حدّ كبير، باستثناء أنّنا نستخدم هنا الخصائص بدلًا من الحقول. لاحظ فقط أنّه يمكننا كتابة التصريح عن أيّ خاصيّة على نفس السطر مثل الأسطر 8 و 9 و 10. الخصائص ذات إمكانية القراءة فقط هل تذكُر التمرين الداعم الأوّل من الدرس السابق؟ كان يطلب ذلك التمرين إضافة تابع جديد اسمه GetSalaryAfterTax للحصول على قيمة الراتب بعد خصم الضريبة. واتفقنا وقتها أن تكون هذه الضريبة 2%. سنضيف خاصيّةً لتقوم بهذه المهمّة بدلًا من هذا التابع، ولكنّنا سنجعلها للقراءة فقط read only. أي لا يمكن إسناد أي قيم لها. ستكون الخاصيّة SalaryAfterTax الجديدة على الشكل التالي: public double SalaryAfterTax { get { return 0.98 * this.Salary; } } من الواضح أنّه قد أزلنا القسم set المسؤول عن الإسناد من تصريح الخاصيّة SalaryAfterTax وبذلك تتحوّل للقراءة فقط. يحتوي القسم get على عمليّة حسابيّة بسيطة تطبّق عملية حسم الضريبة على الراتب Salary. سنجري تعديلًا طفيفًا على التابع DisplayInfo لكي يُرفق قيمة الراتب بعد حسم الضريبة ضمن النصّ المنسّق الذي يرجعه. سنحصل في النتيجة على البرنامج Lesson07_03 المعدّل: 1 using System; 2 3 namespace Lesson07_03 4 { 5 6 class Employee 7 { 8 public string FirstName { get; set; } 9 public string LastName { get; set; } 10 public double Salary { get; set; } 11 public double SalaryAfterTax 12 { 13 get 14 { 15 return 0.98 * this.Salary; 16 } 17 } 18 19 public string DisplayInfo() 20 { 21 string result = string.Format("{0} {1} \n Salary: {2:N0} \n Salary after tax: {3:N0}", 22 this.FirstName, this.LastName, this.Salary, this.SalaryAfterTax); 23 24 return result; 25 } 26 27 public Employee(string firstName, string lastName, double salary) 28 { 29 this.FirstName = firstName; 30 this.LastName = lastName; 31 this.Salary = salary; 32 } 33 34 public Employee() 35 { 36 37 } 38 } 39 40 41 class Program 42 { 43 static void Main(string[] args) 44 { 45 Employee employee1, employee2; 46 47 employee1 = new Employee("Mohammad", "Mansoor", 1000); 48 employee2 = new Employee("Saleh", "Mahmoud", 2500); 49 50 Console.WriteLine("First Employee: {0}", employee1.DisplayInfo()); 51 Console.WriteLine("Second Employee: {0}", employee2.DisplayInfo()); 52 } 53 } 54 } أضفت الخاصيّة SalaryAfterTax (الأسطر من 11 حتى 17). وأجريت تعديلًا طفيفًا ضمن التابع DisplayInfo في السطر 21 حيث أضفت المحرف n\ والذي يُستخدم ضمن النص للإشارة إلى وجوب الانتقال إلى سطر جديد لأغراض تنسيقية فقط، كما أضفت مكانًا في النصّ التنسيقيّ {3:N0} لإدراج قيمة الراتب بعد خصم الضريبة this.SalaryAfterTax، وهذا كلّ ما في الأمر. إذا حاولت في هذا البرنامج أن تُسند أيّ قيمة إلى الخاصيّة SalaryAfterTax ستحصل على خطأ يفيد أنّها للقراءة فقط read only. الأعضاء الساكنة Static Members هي أعضاء يمكن استدعاؤها مباشرةً من الصنف الذي صُرّحت ضمنه، وليس من كائن مُنشَأ من هذا الصنف. يمكن أن نجعل أيّ عضو ساكن وذلك بوسمه بالكلمة المحجوزة static. يوضّح البرنامج Lesson07_04 استخدام التوابع الساكنة. لاحظ وجود الكلمة المحجوزة static بعد محّدد الوصول public: 1 using System; 2 3 namespace Lesson07_04 4 { 5 class Calculator 6 { 7 public static double Addition(double x, double y) 8 { 9 return x + y; 10 } 11 12 public static double Minus(double x, double y) 13 { 14 return x - y; 15 } 16 17 public static double Division(double x, double y) 18 { 19 if (y == 0) 20 { 21 return double.NaN; 22 } 23 else 24 { 25 return x / y; 26 } 27 } 28 29 public static double Multiplication(double x, double y) 30 { 31 return x * y; 32 } 33 } 34 35 class Program 36 { 37 static void Main(string[] args) 38 { 39 double x = 5; 40 double y = 9; 41 42 double addition = Calculator.Addition(x, y); 43 double minus = Calculator.Minus(x, y); 44 double multiplication = Calculator.Multiplication(x, y); 45 double division = Calculator.Division(x, y); 46 47 Console.WriteLine("{0} + {1} = {2}", x, y, addition); 48 Console.WriteLine("{0} - {1} = {2}", x, y, minus); 49 Console.WriteLine("{0} * {1} = {2}", x, y, multiplication); 50 Console.WriteLine("{0} / {1} = {2}", x, y, division); 51 } 52 } 53 } نفّذ البرنامج السابق لتحصل على الخرج التالي: 5 + 9 = 14 5 - 9 = -4 5 * 9 = 45 5 / 9 = 0.555555555555556 أنشأنا الصنف Calculator الذي يحتوي على التوابع الساكنة Addition و Minus و Multiplication و Division. إذا انتقلنا إلى التابع Main (الذي هو بالمناسبة تابع ساكن بسبب وجود الكلمة static) انظر إلى السطر 42 كيف استدعينا التابع Addition من الصنف Calculator مباشرةً بدون إنشاء أي كائن من هذا الصنف. سنكرّر نفس العمليّة من أجل التوابع Minus و Multiplication و Division. أمرٌ أخير. انظر إلى محتوى التابع الساكن Division، ستجد أنّنا نختبر قيمة y فيما إذا كانت تساوي الصفر أم لا. فإذا كانت قيمة y تساوي الصفر فإنّه لا يجوز القسمة على صفر. لذلك فنرجع double.NaN وهو عبارة عن ثابت يُعبّر عن عدم وجود قيمة عدديّة. وهذا أمر طبيعي لأنّ القسمة على صفر لن تعطينا عدد. إذا استبدلت قيمة y في السطر 40 من البرنامج السابق بالقيمة 0 سنحصل على الخرج التالي: 5 + 0 = 5 5 - 0 = 5 5 * 0 = 0 5 / 0 = NaN لاحظ السطر الأخير من البرنامج كيف يبدو منطقيًّا تمامًا. يمكننا تعميم نفس المفهوم السابق بالنسبة للخصائص والحقول ضمن الصنف بجعلها ساكنة وذلك بإضافة الكلمة المحجوزة static بعد محدّد الوصول مباشرةً. بقي أن نشير إلى أنّه من غير الممكن استخدام الكلمة المحجوزة this ضمن أي عضو ساكن والسبب كما أعتقد واضح. يُشير this إلى الكائن الذي يحدث من ضمنه الاستدعاء. ولكن في الأعضاء الساكنة فإنّنا نجري الاستدعاءات للتوابع أو الخصائص من الصنف المصرّحة ضمنه مباشرةً، لذلك فاستخدام this لن يكون له أيّ معنى. تمارين داعمة تمرين 1 أجرِ تعديلًا على البرنامج Lesson07_03 بحيث يُضيف الخاصيّة Tel (قابلة للقراءة وللكتابة) التي تمثّل رقم الهاتف للموظّف Employee، ثمّ أجرِ التعديل المناسب على التابع DisplayInfo لكي يعرض قيمة هذه الخاصيّة على سطر منفصل كما يفعل مع بقيّة الخصائص. تمرين 2 أنشئ صنفًا سمّه StaticDemo بحيث يحتوي على خاصيّة ساكنة اسمها Counter من النوع int. عند كل إنشاء لكائن من هذا الصنف يجب زيادة قيمة هذه الخاصيّة بمقدار 1 وبشكل تلقائيّ. (تلميح: يمكنك كتابة العبارة البرمجيّة المسؤولة عن زيادة قيمة الخاصيّة Counter ضمن بانيّة الصنف StaticDemo التي ليس لها وسائط.) الخلاصة تعرّفنا في هذا الدرس على كيفيّة التعامل مع الخصائص، والتي تمثّل أسلوبًا أكثر تطوّرًا من الحقول لتشكّل مزايا الصنف. كما اتفقنا أنّه ينبغي على الحقول أن تكون داخليّة بالنسبة للصنف باستخدام محدّد الوصول private، وتعرّفنا أيضًا على الأعضاء الساكنة static members وكيفيّة التعامل معها.
  11. التجريد – Abstraction نعلم أنَّ الصنف المُشتَق يأخذ خاصياته من الصنف الأب لكن الصنف المُشتَق مستقل تمامًا عن الصنف الأب؛ وقد يكون في بعض الأحيان من الجيد أن نرسم خطوطًا عريضة لآلية سلوك الصنف الابن، وهذه هي مهمة الأصناف والدوال المجردة. إذ أنَّ الصنف المجرد يحتوي على دوال غير مكتملة (أي مجردة) التي يجب أن يملأها الابن لكي يكون صنفًا وعدا ذلك سيكون صنفًا مجردًا أيضًا. بكلامٍ آخر، الصنف المُجرَّد (Abstract Class) هو صنف يحتوي على أسماء دوال دون كتابة الشيفرات المسؤولة عن عملها وتسمى تلك الدوال بالدوال المجردة، وقد يحتوي أيضًا على دوال كاملة اعتيادية تؤدي وظيفتها تمامًا. انظر إلى المثال الآتي لمزيدٍ من الإيضاح: <?php // تعريف صنف مجرد abstract class AbsClass { function __construct() { echo "this is an abstract class <br>"; } // دالة مجردة abstract public function abs_function(); function full_function() { echo "this is not an abstract function <br>"; } } class SubClass extends AbsClass { function __construct() { echo "this is child class <br>"; parent::full_function(); } // تعريف الدالة المجردة public function abs_function() { echo "this is completed abstract function <br>"; } } $obj = new SubClass(); $obj->abs_function(); ?> نستعمل الأصناف المجردة عندما يلزمنا إنشاء طريقة محددة للتعامل مع عدِّة أصناف مُشتقَّة، التي قد تتشارك ببعض الوظائف. ملاحظة: لا يمكن إنشاء كائن من صنف مجرد، حيث لا يمكن إلا اشتقاق تلك الأصناف. يستعمل الصنف المجرد لتقييد عمل الصنف الابن. الواجهات interfaces من بين الحالات التي نستعمل فيها الواجهات (interfaces) هي عندما نريد تطبيق التعددية الشكلية أي أن تكون طريقة تعاملنا متشابهة مع عدِّة أصناف. الواجهة هي مجموعة من الدوال المجردة أي أنك تعرف اسم الدالة مع المعاملات التي تقبلها لكن دون تحديد طريقة عمل الدالة، ويمكن للصنف أن يستعمل أكثر من واجهة، لكن يجب أن يعيد تعريف كل الدوال الموجودة في تلك الواجهة، انظر إلى المثال الآتي لأخذ فكرة عن الواجهات: <?php // تعريف واجهة interface MyInterface { // abstract functions // all must be public public function display(); public function another($argument); } // واجهة أخرى interface AnotherInterface { public function complete_it(); public function one_more(); } class Parent { function parent_fun() { echo "parent function"; } } // صنف يشتق صنفًا آخر ويستعمل واجهة class Demo extends Parent implements MyInterface, AnotherInterface { public function display() { echo "display complete"; } public function another($argument) { #code } public function complete_it() { #code } public function one_more() { #code } } ?> نستعمل الواجهات عندما نريد إنشاء طريقة موحدة للتعامل مع عدِّة أصناف، فمثلًا، نُنشِئ واجهة اسمها Database فيها دوال مجردة مثل select و insert وغيرها، ثم نستعمل تلك الواجهة في صنف MySQL وفي صنف SQLite، ونعيد تعريف الدوال الموجودة في الواجهة بما يلائم طريقة عمل كل نوع من أنواع قواعد البيانات. وبهذه الطريقة نستطيع أن نستعمل قواعد بيانات MySQL أو SQLite بنفس الآلية تمامًا. ملاحظة: يجب أن تكون جميع الدوال داخل الواجهة عامةً، يمكن أن يرث صنفٌ ما صنفًا آخر ويستعمل واجهة بنفس الوقت، لكن يجب أن يكون تعريف الاشتقاق قبل الواجهات. السمات Traits قدم الإصدار 5.4.0 من PHP ميزة السّمات Traits، وهي طريقة تسمح بإعادة استعمال الشيفرات في اللغات التي لا تسمح بالوراثة المتعددة، وهي تقلل من المحدوديات الناتجة عن عدم السماح بالوراثة المتعددة عن طريق إتاحة استعمال مجموعة من الدوال في عدة أصناف. أي لو كانت عندك مجموعة من الدوال العامة، وترغب في مشاركتها بين أكثر من صنف، فضعها في Trait ثم استعملها (use) في تلك الأصناف. يُعرف Trait عبر ذكر الكلمة المحجوزة trait متبوعةً باسمه، ثم تُعرَّف الدوال داخله. وتُستعمل الكلمة use عند تعريف صنف يستعمل Trait معين كما في المثال الآتي: <?php trait HelloWorld { public function sayHello() { echo 'Hello World!'; } } class World { use HelloWorld; } $obj = new World(); $obj->sayHello(); // ستُطبع عبارة Hello World! ?> يمكن إعادة تعريف الدوال داخل الأصناف التي تستعمل Trait معيّن، كما في المثال الآتي: <?php trait HelloWorld { public function sayHello() { echo 'Hello World!'; } } class World { use HelloWorld; } class NewWorld { use HelloWorld; public function sayHello() { echo 'Hello Universe!'; } } $obj1 = new World(); $obj1->sayHello(); // ستُطبع عبارة Hello World! $obj2 = new NewWorld(); $obj2->sayHello(); // ستُطبع عبارة Hello Universe! ?> يمكن استعمال أكثر من Trait في نفس الصنف عبر ذكر أسمائهم في عبارة use مفصولًا بينهم بفاصلة، لاحظ أنه إذا عُرِّفَت دالتين بنفس الاسم في أكثر من Trait، ثم استعملناها في صنف، فسيحدث تضارب وتظهر رسالة خطأ fetal error، ويمكنك حل مشكلة التضارب في الأسماء عبر استعمال المعامل insteadof أو عبر as كما في المثال الآتي: <?php trait A { public function smallTalk() { echo 'a'; } public function bigTalk() { echo 'A'; } } trait B { public function smallTalk() { echo 'b'; } public function bigTalk() { echo 'B'; } } class Talker { // لدينا في A و B دالتين اسمهما bigTalk و smallTalk // ما يلي سيجعل الصنف يستعمل الدالة smallTalk من B عوضًا عن مثيلتها في A // و bigTalk من A عوضًا عن B use A, B { B::smallTalk insteadof A; A::bigTalk insteadof B; } } class Aliased_Talker { use A, B { B::smallTalk insteadof A; A::bigTalk insteadof B; // لاحظ كيف استعملنا as لتغير اسم الدالة في الصنف B::bigTalk as talk; } } ?> مصادر مقالة Abstraction and Interface in PHP لصاحبها Harish Kumar فصل Objects في كتاب Practical PHP Programming فصل البرمجة غرضية التوجه في كتاب تعلم البرمجة بلغة PHP صفحات Object Interfaces و Traits في دليل PHP وغيرها.
  12. 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. 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 مقالات Classes in PHP و Inheritance in PHP لصاحبها Harish Kumar.فص ل Objects في كتاب Practical PHP Programming. فصل البرمجة غرضية التوجه في كتاب تعلم البرمجة بلغة PHP. صفحات Introduction و The Basics و Constructors and Destructors و Visibility و Object Inheritance و Magic Methods و Type Hinting في دليل PHP وغيرها.
  13. تعرّفنا فيما سبق من دروس هذه السلسلة على أساسيات لغة بايثون، من مُتغيّرات وحلقات تكرار إلى الدوال، وقد حان الوقتُ للدخول إلى أساسيات البرمجة كائنية التوجّه Object Oriented Programming وهي ببساطة طريقة أخرى للبرمجة بحيث تكون أجزاء الشّيفرة مجموعة داخل دوال تُسمّى التوابع methods والدوال تكون داخل صنف معيّن Class. عند إنشاء كائن object من هذا الصنف فإنّنا نستطيع أن نُنفّذ عليه مُختلف العمليات الموجودة داخل التوابع والتي بدورها توجد داخل الصنف. هناك تسميّات عربية أخرى لهذا النّوع من البرمجة، لذا لا تقلق إذا صادَفتَ أحد هذه التّسميات في أماكن أخرى، فكلّها تُشير إلى نفس المعنى: برمجة غرضيّة التوجه برمجة شيئية المنحى برمجة كائنيّة المنحى بنية الصنف Class الصنف ببساطة يحتوي على أجزاء مُختلفة من الشيفرة تماما مثل الدالة، الفرق هنا هو أنّ الصنف يحتوي على دوال كذلك، وهذه الدوال تُسمى التّوابع، ويحتوي كذلك على مُتغيّرات وتنقسم هذه الأخيرة إلى نوعين، مُتغيّر الصنف، والمُتغيّر العادي، الفرق بينهما هو أنّك تستطيع الوصول إلى مُتغيّر الصنف في أي مكان داخل الصنف (سواء داخل التوابع أو خارجها). إنشاء صنف لإنشاء صنف في لغة بايثون كلّ ما عليك فعله هو كتابة كلمة class وبعدها اسم الصنف ثمّ إلحاق نقطتين، بعدها اكتب الشيفرة بإزاحة أربع مسافات: >>> class My_class: ... pass أنشأنا أعلاه صنفًا بسيطا باسم My_class وهو لا يفعل أي شيء يُذكر (كلمة pass تُخبر بايثون بالمرور دون تنفيذ أي شيء). إذا كتبت اسم الصنف على مفسّر بايثون فستجد مُخرجا كالتّالي: >>> My_class <class __main__.My_class at 0x7fd0efc41460> لاحظ بأنّ الكلمة الأولى من المُخرج هي class أي أنّنا أصبحنا نمتلك صنفًا جديدًا، ما يتبع at هو المكان في الذاكرة الذي وُضع فيه الصنف ويتغيّر بين الحين والآخر. إنشاء كائن من صنف بعد أن أنشأنا الصنف سنتمكّن الآن من إنشاء كائن من هذا الصنف، والكائن مُجرّد اسم تماما كالمُتغيّر: my_object = My_class() الآن الكائن my_object هو من صنف My_class. تعريف المتغيرات داخل صنف يُمكننا أن نُعرّف مُتغيّرات في الصنف تماما كما نُعرّف المُتغيّرات بشكل عادي. class My_class: my_variable = 'This is my variable' للوصول إلى المُتغيّر ننشئ أولا كائنا من الصنف وبعدها نكتب اسم الكائن ثمّ نقطة ثمّ اسم المُتغيّر: my_object = My_class() print my_object.my_variable المُخرج: This is my variable يُمكن كذلك الحصول على النّتيجة ذاتها في سطر واحد: print My_class().my_variable إنشاء التوابع التوابع هي دوال خاصّة بالصنف، ويُمكننا إنشاء التابع بنفس الطّريقة التي نُنشئ بها الدالة، الإختلاف هنا هو أنّ جميع التوابع يجب أن تُعرّف مع مُعامل باسم self وذلك للإشارة إلى أنّ الدالة/التابع تابع للصنف، لننشئ تابعا داخل صنف الآن. class My_class: my_variable = 'This is my variable' def my_method(self): print 'This is my method' الآن إذا أنشأنا كائنا فإنّنا سنتمكّن من الوصول إلى التابع، وتذكّر بأنّ التابع تلحقه الأقواس: my_object = My_class() my_object.my_method() المُخرج: This is my method يُمكن كذلك الحصول على النّتيجة ذاتها في سطر واحد: My_class().my_method() كما تُلاحظ فقد نُفّذت الشيفرة الموجودة داخل التّابع my_method ويُمكننا كذلك أن نجعل التّابع يقبل المُعاملات، لكن تذكّر الحفاظ على الكلمة self كمُتغيّر أول. class My_class: my_variable = 'This is my variable' def my_method(self, my_parameter): print 'This is my method ; {} is my parameter'.format(my_parameter) يُمكنك استدعاء التّابع كالتّالي: my_object = My_class() my_object.my_method('Parameter1') my_object.my_method('Parameter2') المُخرج: This is my method ; Parameter1 is my parameter This is my method ; Parameter2 is my parameter في البرنامج السّابق، أنشأنا أولا صنفًا باسم My_class وقُمنا بتعريف مُتغيّر، ثمّ بتعريف تابع باسم my_method يقبل مُعاملين self و my_parameter، بالنّسبة لاستدعاء التّابع، فنحتاج فقط إلى تمرير المُعاملات الموجودة بعد المُعامل selfولا نحتاج إلى تعيين قيمة لهذا المُعامل. مُلاحظة: يُمكنك إعادة تسميّة المُعامل الأول كما تشاء، أي أنّ البرنامج التّالي سيعمل دون مشاكل. class My_class: def my_method(this, my_parameter): print '{} is my parameter'.format(my_parameter) ولكن رغم ذلك فالمُتعارف عليه بين مُبرمجي لغة بايثون هو استعمال self، وفي كثير من اللغات الأخرى تُستعمل this عوضا عن self، أما في برامِجك فمن المُفضّل الإبقاء على هذه التّسميّة المُتعارف عنها، وذلك لتكون شيفراته سهلة القراءة. الوصول إلى متغيرات الصنف داخل التوابع تأمّل الصنف التّالي: class Person: lastname = 'Dyouri' job = 'Writer, Developer' def say_hello(self): name = 'Abdelhadi' print 'Hello, My name is {}'.format(name) البرنامج أعلاه بسيط جدا، أولا نعرّف صنف باسم Person وبعدها نقوم بتعيين قيمتين للمُتغيّرين name و lastname، وبعدها عرّفنا تابعا باسم say_hello يطبع جملة Hello, My name is Abdelhadi. كلّ شيء جيد، لكن ماذا لو أردنا أن نصل إلى المُتغيّرات الأخرى الموجودة خارج التّابع، فلا يُمكننا مثلا أن نقوم بالأمر كالتّالي: class Person: lastname = 'Dyouri' job = 'Writer, Developer' def say_hello(self): name = 'Abdelhadi' print 'Hello, My name is {}'.format(name) print lastname print job ستحصل على الخطأ التّالي: global name 'lastname' is not defined لتفادي هذا الخطأ سنستعمل كلمة self قبل المُتغيّر. class Person: lastname = 'Dyouri' job = 'Writer, Developer' def say_hello(self): name = 'Abdelhadi' print 'Hello, My name is {}'.format(name) print 'My Last name is {} '.format(self.lastname) print 'I am a {}'.format(self.job) استدعاء التّابع: me = Person() me.say_hello() المُخرج: Hello, My name is Abdelhadi My Last name is Dyouri I am a Writer, Developer لاحظ بأنّنا قُمنا بالوصول إلى مُتغيّر lastname عن طريق استدعائه بـ self.lastname وكذا الحال مع المُتغيّر job، وهذه الطّريقة مُشابهة لاستخدام كلمة global الفرق هنا أنّ هذه الأخيرة تُمكن من الوصول إلى المُتغيّر في كامل البرنامج، أمّا كلمة self فتُشير إلى المُتغيّر المُعرّف في الصنف الحاليّة فقط. لتفهم أكثر كيفيّة عمل الكلمة self فقط تخيّل بأنّها تحمل نفس اسم الصنف، مثلا: class Person: lastname = 'Dyouri' job = 'Writer, Developer' def say_hello(self): name = 'Abdelhadi' print 'Hello, My name is {}'.format(name) print 'My Last name is {} '.format(Abd.lastname) print 'I am a {}'.format(Abd.job) لاحظ بأنّنا غيّرنا كلمة self إلى اسم الصنف واستمرّ عمل البرنامج دون مشاكل. وبنفس الطّريقة يُمكنك أن تستدعي تابعا داخل تابع آخر في نفس الصنف: class Person: def say_name(self): print 'Abdelhadi' def say_hello(self): print 'Hello My name is:' self.say_name() المُخرج: Hello My name is: Abdelhadi ما حدث هو أنّ التّابع say_hello قام بطباعة جملة :Hello My name is ثمّ قام باستدعاء التّابع say_name الذي قام بدوره بطباعة الاسم Abdelhadi. لماذا تستعمل البرمجة الكائنية، ومتى يجب علي استخدامها قد تُلاحظ بأنّ ما يُمكنك فعله بالبرمجة الكائنيّة يُمكن القيام به بالدوال والمُتغيّرات فقط. هذا صحيح، وهو أمر واضح، البرمجة الكائنيّة تُستعمل أساسا إذا كان البرنامج الذي تبنيه مُعقّدا مع العديد من الوظائف المُتعلّقة ببعضها (كمكتبة برمجيّة)، مثلا لنقل بأنّك تُطوّر برنامجا مسؤولا عن جلب بيانات من موقع مُعيّن، وبعدها التّعديل عليها، ثمّ إخراج مستند PDF يحتوي على هذه البيانات بشكل يُسهّل قراءتها، هنا ستحتاج إلى صنف لجلب البيانات والتّعديل عليها، وصنف أخرى لتحويل البيانات إلى نصّ مقروء واضح ثمّ إلى ملفّ PDF. إذا نشرت برنامجك مع صديقك وأراد أن يعمل على الجزء الثاني لإضافة وظيفة تُمكن المُستخدم من طباعة المُستند فلا يُعقل أن يضطر للمرور على كل ما يتعلّق بجلب البيانات فقط لأنّه يريد أن يضيف خاصيّة لا علاقة لها بجلب البيانات. استعمال البرمجة الكائنيّة في هذا المشروع سيسمح لك بالتّركيز على الجزء الأول، وسيسمح لصديقك بالتّركيز على تطوير الجزء الثاني. خلاصة الأمر هي أنّك لست مضطرا لاستعمال البرمجة الكائنيّة إلا إذا كان برنامجك طويلا يحتوي على وظائف تتعلّق ببعضها البعض (وظائف من نفس الصنف)، ونسبة استخدام الآخرين لشيفرتك عالية. تمارين التمرين 1 أنشئ صنفًا باسمك، وقم بتعريف مُتغيّرين lastname (الاسم العائلي) و age (العمر)، ثم أنشئ كائنا باسم me (أنا) وقم بطباعة اسمك العائلي وعمرك. التمرين 2 أنشئ صنفًا باسم Car (سيارة) وقم بتعريف مُتغيّرات لصفات السّيارة، مثلا brand لاسم الشّركة، release_date لتاريخ الإعلان عن السّيارة. التمرين 3 أضف توابع إلى الصنف Car التي أنشأتها في التّمرين الثّاني، يُمكن أن تكون التوابع عبارة عن عمليّات تقوم بها السّيارة مثلا move للحركة، stop للتوقّف، slow_down لتخفيض السّرعة، وقم بطباعة جمل تفيد بأنّ العمليّة قد نجحت. المفروض أن يتمكّن الآخرون من إنشاء كائنات خاصّة بهم بحيث تُستخدم بهذه الطّريقة: bmw = Car() bmw.move() bmw.slow_down() bmw.stop() خاتمة تعرّفنا في هذا الدّرس على بعض من أهم أساسيات البرمجة الكائنيّة التوجه في لغة بايثون وهذا الموضوع أطول من أن أشرحه في درس واحد لذلك سيكون الدّرس التّالي تكملة لما تعلّمناه في هذا الدّرس وسيغطي مفاهيم أخرى حول البرمجة كائنية التوجّه.