مدخل إلى البرمجة غرضيّة التوجّه في السي شارب

مفاهيم البرمجة غرضيّة التوجه OOP Concepts:

كما تعلم أن لغة السي شارب لغة غرضية التوجّة،  سنتحدث في بداية هذه الدورة بمقدمة عن البرمجة الغرضيّة التوجه OOP - Object Oriented Programming بشكل مختصر بإذن الله...

ما هو الكائن:

لعل كل ما نراه في حياتنا اليومية من بشر وفواكه وحيوانات ووو هو كائن "object".... , لو نظرنا لفئة الحيوانات مثلا فالأسد والنمر والغزال والأرنب كلٌ منهم يمثل كائناً مستقلا بذاته, و له خصائص تميزه عن الآخر , ويقوم بسلوكيات ووظائف .

إذن لكل كائن خصائص يتميّز بها و سلوكيات يقوم بها ومن هذه السلوكيات تنتج أحداث، وبهذه الثلاث عوامل يتميز كل كائن عما سواه:

وكل كائن ( object )  ينتمي لفئة أعلى منه (class) فمثلا الفراولة هو كائن وهو ينتمي لفئة الفواكه, الأسد هو كائن وينتمي لفئة الحيوانات, السيارة والطائرة والسفينة هي كائنات وهي تنتمي للفئة التي هي وسائل النقل . وهكذا ...

فبينما كانت برامج السي هي عبارة عن مجموعة من الدوال functions, فإن برامج السي شارب هي مجموعة من الـclasses سواء كانت من صنع المبرمج (user defined) أو classes جاهزة في اللغة (built-in) , وهذه الـclasses بدورها تحتوي بداخلها على مجموعة من الدوال (methods) التي تؤدي الوظائف المعينة, و المتغيرات (Variables) التي تحمل Data، كما تحوي مجموعة من الأحداث! ويعرف هؤلاء الثلاثة (variables, methods, and events) بالأعضاء members.

 Information Hiding:

 لنأخذ مثال السيارة على أنها كائن object , سائق السيارة ليس من الضروري أن يعرف كيف تم صناعة العجلات أو محرك السيارة أو أو أو , ولكن المهم في الموضوع أن يعرف السائق كيف يستطيع استخدام هذه السيارة .
وكذلك أي كائن في السي شارب ليس من الضروري أن تعرف كيف تم عمله (implementing) أو البيانات الخاصة به, بل كل ما عليك هو معرفة كيفية استخدامه.
تذكر عندما تكتب برامجك في المستقبل أن تجعل هناك بيانات خاصة بالكائن لا تستطيع الكائنات الأخرى الاطلاع عليها وهذا ما يعرف بمفهوم الـ "information Hiding " وغالبا ما تكون الـData والتي تمثل بواسطة variables هي المخفية في البرنامج أي نعرفها بـprivate, بينما الدوال (methods) هي العامة أي تعرف كـ public لكي يتمكن المبرمج من استخدامها وإن خفي عليه كيفية تمثيلها!

 مفهوم الـ namespaces أو فضاء الأسماء :

 من المؤكد أنك لاحظت وجود السطر التالي عند إنشاء أي برنامج بالسي شارب :

 using system ;

والتي يتم إنتاجها مباشرة من قبل الـ visual studio تدل على أن البرنامج الحالي يستخدم جميع الخصائص التي توجد بداخل الـSystem namespace , ومن أعظم نقاط القوة في هذه اللغة هي أنها توفر العديد من الـ namespaces والتي تحوي بداخلها على الأكواد الجاهزة التي لا يلزم المبرمج سوى استدعاء مثل هذه الملفات واستخدامها مباشرة "دون الحاجة لإعادة تصنيع العجلة !!!" .
أي شيء في السي شارب يكون داخل class, وأي class لابد أن يكون بداخل namespace (بالضبط مثل الملف داخل المجلد).
وتستطيع الوصول لأي class داخل namespace معين عن طريق الـ( . ) "dot qualifier " ..

/* لا تنزعج إذا رأيت الأمور ليست واضحة تماما لأنها ستتضح لك أكثر مع مرور الوقت وكتابة البرامج إن شاء الله. */

 كيفية إنشاء class ثم كائن منه "object" :

كما أنه في حياتنا الواقعية كل كائن يرث جميع خصائص الـ class الذي ينتمي إليه فإننا سنتعلم في السي شارب كيف نشتق كائن من class ليمثل هذه الفئة و يرث جميع صفاتها و خصائصها .

• لو قمنا بإنشاء console Application كالتالي فإننا سنلاحظ أن تولدت لدينا بعض الأسطر مباشرةً:

نلاحظ أنه على الأقل لا بد من وجود class واحد في البرنامج, ويمكن أن يكون أكثر من ذلك ..
يبدأ تعريف أي class بكتابة الكلمة المحجوزة class  ويليها اسم هذا الكلاس و الاسم سيكون اختياري بالطبع ويخضع لشروط اختيار أسماء المتغيرات Variables والتي تعرفها بالتأكيد كأن لا يبدأ الاسم برقم ولا يحتوي على رموز ...... ألخ!
لابد عندما تريد إنشاء هذه الفئة class فإنك تفكر في أن تشتق منها كائنات تنتمي لهذه الفئة وترث منها جميع صفاتها أليس كذلك ؟....
لنقوم الآن بكتابة برنامج بسيط وننشئ فيه class ومن ثم نشتق كائنا من هذا الـ class و سنرى كيف يمكن لهذا الكائن أن يصل لأي دالة من دوال الكلاس.

أنشأنا (two classes (Class1 & Class2..

Class2 :
السطر(7): عرفنا المتغير( i ), و هنا أشير إلى أن المتغيرات التي يتم تعريفها داخل الـ class وليس بداخل دالة من دوالها مثل المتغير " i " هنا, تسمى  instance variable
و الكلمة المفتاحية private والتي تسبق تعريف هذا المتغير تسمى Access modifier , بحيث أن المتغيرات و الدوال التي يتم تعريفها بواسطة private يمكن الوصول إليها فقط من داخل الكلاس الحالي وهذا يعرف بمفهوم الـ data hiding , بينما أن المتغيرات والدوال التي يتم تعريفها بواسطة public يمكن الوصول إليها من داخل و خارج الكلاس الحالي .
و لتعلم أنه أي instance variable or method يجب أن يكتب لها أي نوع من الـ access modifiers .

في الأسطر (10 - 13) عرفنا الـ Constructor للـ Class2 , وهنا قد تتساءل ما هو الـConstructor وما هي صفاته؟!!
الـ constructor مصطلح من مصلحات الـOOP ويعني المنشئ، نقصد بهذا المكان الذي ينشأ منه الكائن.
وهو كأي دالة ممكن أن يكون له Argument أي بارميتر مرسله له. كما لابد من أن يأخذ دائما نفس اسم الكلاس ويعرف بأنه Public دائما.

عندما نقوم بإنشاء object من الكلاس class2 بواسطة الكلمة new كما سنرى فيما بعد فإن الـ constructor يتم استدعائه مباشرة . الفرق الجوهري بين الـ constructor والدوال الأخرى هو أن الـ constructor لا يمكنها أن تعود بقيمة.
بداخلها وضعنا جملة طباعة عادية لنرى متى يتم طباعة هذه الجملة والتي منها سنعرف الوقت الذي يتم فيه مناداة الـ Constructor .

في الأسطر(15 -17) عرفنا الدالة Class2Method و وظيفة هذه الدالة هي أيضا جملة طباعة.

انتهينا الآن من توصيف الكود، فلننتقل إلى كيفية تفاعله مع بعضه البعض:

في الـ Class1 :
سنقوم بإنشاء كائن من الكلاس Class2 .
كما في السطر (26) بدأنا بكتابة اسم الكلاس الذي نريد إنشاء الـ object منه ثم اسم الكائن وهو اختياري أسميناه هنا Class2Object ثم new وهي كلمة مفتاحية بمجرد كتابتها يقوم الكومبايلر بحجز مكان في الذاكرة لهذا الكائن ثم مباشرة يقوم بنداء الـ constructor للكلاس Class2 .وبانتهاء هذا السطر نكون قد أنشأنا الكائن Class2Object من الكلاس السابق وما علينا هو فقط استخدامه، كيف يتم استخدامه؟ هذا ما ستعرفه في الأسطر التالية!!
في السطر (27 ) :
الآن بكتابة اسم الكائن متبوعا بـ ( . ) "the member access operator" نستطيع الوصول لأي دالة أو أي متغير من الكلاس Class2 شرط أن يسمح لنا بالوصول إليه و هو في حالتنا هنا Class2Method .
ويمكن أن نعمم هذا الميكانزم بواسطة المعادلة التاليةـ:

 referenceName . memberName

كما كتباناها:

 ()Class2Object . Class2Method

و لو قمنا بتشغيل البرنامج ستكون المخرجات كالتالي:

كما رأيت: تم تنفيذ الـConstructor حينما أنشأنا الكائن أولاً ثم تم تنفيذ الدالة التي قمنا بمناداتها Class2Method ..

وأخيراً ومن هنا نستنتج  دورة حياة الكائن :

وبذلك نكون قد استعرضنا بعض المفاهيم الأساسية في الـ OOP.

درس مدخل إلى البرمجة غرضيّة التوجّه في السي شارب--