مقدمة في البرمجة الشيئية مع روبي

كطالب في علوم الكمبيوتر ، أقضي الكثير من الوقت في التعلم واللعب بلغات جديدة. كل لغة جديدة لديها شيء فريد لتقدمه. بعد قولي هذا ، يبدأ معظم المبتدئين رحلة البرمجة الخاصة بهم إما بلغات إجرائية مثل C أو بلغات موجهة للكائنات مثل JavaScript و C ++.

لذلك ، من المنطقي مراجعة أساسيات البرمجة الشيئية حتى تتمكن من فهم المفاهيم وتطبيقها على اللغات التي تتعلمها بسهولة. سنستخدم لغة برمجة روبي كمثال.

ربما تسأل لماذا روبي؟ لأنه "مصمم لإسعاد المبرمجين" وأيضًا لأن كل شيء تقريبًا في Ruby هو كائن.

التعرف على النموذج الكينوني (OOP)

في OOP ، نحدد "الأشياء" التي يتعامل معها برنامجنا. كبشر ، نفكر في الأشياء كأشياء لها سمات وسلوكيات ، ونتفاعل مع الأشياء بناءً على هذه الصفات والسلوكيات. يمكن أن يكون الشيء سيارة أو كتابًا وما إلى ذلك. تصبح هذه الأشياء فئات (مخططات الكائنات) ، وننشئ كائنات من هذه الفئات.

يحتوي كل مثيل (كائن) على متغيرات حالة تمثل حالة الكائن (السمات). يتم تمثيل سلوكيات الكائن بالطرق.

لنأخذ مثال سيارة. السيارة هي الشيء الذي يجعلها فئة . نوع معين من السيارات ، لنفترض أن BMW هي أحد أغراض فئة السيارات . و سمات / خصائص من BMW مثل اللون ورقم الطراز يمكن تخزينها في متغيرات المثال. وإذا كنت تريد إجراء عملية على الكائن ، مثل القيادة ، فإن كلمة "drive" تصف سلوكًا يتم تعريفه على أنه طريقة .

درس بناء جملة سريع

  • لإنهاء سطر في برنامج Ruby ، ​​تعتبر الفاصلة المنقوطة (؛) اختيارية (ولكنها غير مستخدمة بشكل عام)
  • يتم تشجيع المسافة البادئة بمسافة 2 لكل مستوى متداخل (غير مطلوب ، كما هو الحال في Python)
  • لا {}يتم استخدام الأقواس المتعرجة ، ويتم استخدام الكلمة الأساسية النهائية لتحديد نهاية كتلة التحكم في التدفق
  • للتعليق ، نستخدم #الرمز

الطريقة التي يتم بها إنشاء الكائنات في Ruby هي من خلال استدعاء طريقة جديدة على فئة ، كما في المثال أدناه:

class Car def initialize(name, color) @name = name @color = color end
 def get_info "Name: #{@name}, and Color: #{@color}" endend
my_car = Car.new("Fiat", "Red")puts my_car.get_info

لفهم ما يحدث في الكود أعلاه:

  • لدينا فئة تسمى Carبطريقتين ، initializeو get_info.
  • تبدأ متغيرات المثيل في روبي بـ @(على سبيل المثال @name). الجزء المثير للاهتمام هو أن المتغيرات لم يتم التصريح عنها في البداية. تظهر إلى الوجود عند استخدامها لأول مرة ، وبعد ذلك تكون متاحة لجميع طرق المثيل للفئة.
  • استدعاء newالأسلوب يؤدي initializeإلى استدعاء الأسلوب. initializeهي طريقة خاصة تستخدم كمُنشئ.

الوصول إلى البيانات

تعتبر متغيرات المثيلات خاصة ولا يمكن الوصول إليها من خارج الفصل الدراسي. من أجل الوصول إليهم ، نحتاج إلى إنشاء طرق. طرق المثيل لها وصول عام افتراضيًا. يمكننا تقييد الوصول إلى طرق المثيل هذه كما سنرى لاحقًا في هذه المقالة.

من أجل الحصول على البيانات وتعديلها ، نحتاج إلى أساليب "getter" و "setter" ، على التوالي. لنلقِ نظرة على هذه الطرق بأخذ نفس مثال السيارة.

class Car def initialize(name, color) # "Constructor" @name = name @color = color end
 def color @color end
 def color= (new_color) @color = new_color endend
my_car = Car.new("Fiat", "Red")puts my_car.color # Red
my_car.color = "White"puts my_car.color # White

في Ruby ، ​​يتم تعريف "getter" و "setter" بنفس اسم متغير الحالة الذي نتعامل معه.

في المثال أعلاه ، عندما نقول my_car.color، فإنه في الواقع يستدعي colorالطريقة التي بدورها ترجع اسم اللون.

ملاحظة: انتبه إلى كيفية قيام Ruby بوضع مسافة بين colorand يساوي للتوقيع أثناء استخدام أداة الضبط ، على الرغم من أن اسم الطريقة هوcolor=

تتيح لنا كتابة طرق getter / setter هذه الحصول على مزيد من التحكم. ولكن في معظم الأحيان ، يكون الحصول على القيمة الحالية وتحديد قيمة جديدة أمرًا بسيطًا. لذلك ، يجب أن تكون هناك طريقة أسهل بدلاً من تحديد طرق getter / setter.

أسهل طريقة

باستخدام attr_*النموذج بدلاً من ذلك ، يمكننا الحصول على القيمة الحالية وتعيين قيمة جديدة.

  • attr_accessor: للحصول على حد سواء واضع
  • attr_reader: لـ getter فقط
  • attr_writer: لواضع فقط

لنلقِ نظرة على هذا النموذج بأخذ نفس مثال السيارة.

class Car attr_accessor :name, :colorend
car1 = Car.newputs car1.name # => nil
car1.name = "Suzuki"car1.color = "Gray"puts car1.color # => Gray
car1.name = "Fiat"puts car1.name # => Fiat

بهذه الطريقة يمكننا تخطي تعريفات getter / setter تمامًا.

التحدث عن أفضل الممارسات

في المثال أعلاه، لم نكن تهيئة قيم @nameو @colorالمثال المتغيرات، التي ليست ممارسة جيدة. أيضًا ، نظرًا لأن متغيرات الحالة مضبوطة على صفر ، فإن الكائن car1ليس له أي معنى. من الجيد دائمًا تعيين متغيرات الحالة باستخدام المُنشئ كما في المثال أدناه.

class Car attr_accessor :name, :color def initialize(name, color) @name = name @color = color endend
car1 = Car.new("Suzuki", "Gray")puts car1.color # => Gray
car1.name = "Fiat"puts car1.name # => Fiat

طرق الفصل ومتغيرات الفئة

لذلك يتم استدعاء عمليات الصنف في فئة ، وليس في حالة فئة. هذه تشبه الأساليب الثابتة في Java.

ملاحظة: selfخارج تعريف الأسلوب يشير إلى كائن الفئة. تبدأ متغيرات الفئة بـ@@

الآن ، هناك ثلاث طرق لتعريف طرق الصنف في روبي:

داخل تعريف الطبقة

  1. استخدام الكلمة المفتاحية self مع اسم الطريقة:
class MathFunctions def self.two_times(num) num * 2 endend
# No instance createdputs MathFunctions.two_times(10) # => 20

2. باستخدام <<؛ الذات

class MathFunctions class << self def two_times(num) num * 2 end endend
# No instance createdputs MathFunctions.two_times(10) # => 20

خارج فئة التعريف

3. Using class name with the method name

class MathFunctionsend
def MathFunctions.two_times(num) num * 2end
# No instance createdputs MathFunctions.two_times(10) # => 20

Class Inheritance

In Ruby, every class implicitly inherits from the Object class. Let’s look at an example.

class Car def to_s "Car" end
 def speed "Top speed 100" endend
class SuperCar < Car def speed # Override "Top speed 200" endend
car = Car.newfast_car = SuperCar.new
puts "#{car}1 #{car.speed}" # => Car1 Top speed 100puts "#{fast_car}2 #{fast_car.speed}" # => Car2 Top speed 200

In the above example, the SuperCar class overrides the speed method which is inherited from the Car class. The symbol &lt; denotes inheritance.

Note: Ruby doesn’t support multiple inheritance, and so mix-ins are used instead. We will discuss them later in this article.

Modules in Ruby

A Ruby module is an important part of the Ruby programming language. It’s a major object-oriented feature of the language and supports multiple inheritance indirectly.

A module is a container for classes, methods, constants, or even other modules. Like a class, a module cannot be instantiated, but serves two main purposes:

  • Namespace
  • Mix-in

Modules as Namespace

A lot of languages like Java have the idea of the package structure, just to avoid collision between two classes. Let’s look into an example to understand how it works.

module Patterns class Match attr_accessor :matched endend
module Sports class Match attr_accessor :score endend
match1 = Patterns::Match.newmatch1.matched = "true"
match2 = Sports::Match.newmatch2.score = 210

In the example above, as we have two classes named Match, we can differentiate between them and prevent collision by simply encapsulating them into different modules.

Modules as Mix-in

In the object-oriented paradigm, we have the concept of Interfaces. Mix-in provides a way to share code between multiple classes. Not only that, we can also include the built-in modules like Enumerable and make our task much easier. Let’s see an example.

module PrintName attr_accessor :name def print_it puts "Name: #{@name}" endend
class Person include PrintNameend
class Organization include PrintNameend
person = Person.newperson.name = "Nishant"puts person.print_it # => Name: Nishant
organization = Organization.neworganization.name = "freeCodeCamp"puts organization.print_it # => Name: freeCodeCamp 

Mix-ins are extremely powerful, as we only write the code once and can then include them anywhere as required.

Scope in Ruby

We will see how scope works for:

  • variables
  • constants
  • blocks

Scope of variables

Methods and classes define a new scope for variables, and outer scope variables are not carried over to the inner scope. Let’s see what this means.

name = "Nishant"
class MyClass def my_fun name = "John" puts name # => John end
puts name # => Nishant

The outer name variable and the inner name variable are not the same. The outer name variable doesn’t get carried over to the inner scope. That means if you try to print it in the inner scope without again defining it, an exception would be thrown — no such variable exists

Scope of constants

An inner scope can see constants defined in the outer scope and can also override the outer constants. But it’s important to remember that even after overriding the constant value in the inner scope, the value in the outer scope remains unchanged. Let’s see it in action.

module MyModule PI = 3.14 class MyClass def value_of_pi puts PI # => 3.14 PI = "3.144444" puts PI # => 3.144444 end end puts PI # => 3.14end

Scope of blocks

Blocks inherit the outer scope. Let’s understand it using a fantastic example I found on the internet.

class BankAccount attr_accessor :id, :amount def initialize(id, amount) @id = id @amount = amount endend
acct1 = BankAccount.new(213, 300)acct2 = BankAccount.new(22, 100)acct3 = BankAccount.new(222, 500)
accts = [acct1, acct2, acct3]
total_sum = 0accts.each do |eachAcct| total_sum = total_sum + eachAcct.amountend
puts total_sum # => 900

In the above example, if we use a method to calculate the total_sum, the total_sum variable would be a totally different variable inside the method. That’s why sometimes using blocks can save us a lot of time.

Having said that, a variable created inside the block is only available to the block.

Access Control

When designing a class, it is important to think about how much of it you’ll be exposing to the world. This is known as Encapsulation, and typically means hiding the internal representation of the object.

There are three levels of access control in Ruby:

  • Public - no access control is enforced. Anybody can call these methods.
  • Protected - can be invoked by objects of the defining classes or its sub classes.
  • Private - cannot be invoked except with an explicit receiver.

Let’s see an example of Encapsulation in action:

class Car def initialize(speed, fuel_eco) @rating = speed * comfort end
 def rating @rating endend
puts Car.new(100, 5).rating # => 500

Now, as the details of how the rating is calculated are kept inside the class, we can change it at any point in time without any other change. Also, we cannot set the rating from outside.

Talking about the ways to specify access control, there are two of them:

  1. Specifying public, protected, or private and everything until the next access control keyword will have that access control level.
  2. Define the method regularly, and then specify public, private, and protected access levels and list the comma(,) separated methods under those levels using method symbols.

Example of the first way:

class MyClass private def func1 "private" end protected def func2 "protected" end public def func3 "Public" endend

Example of the second way:

class MyClass def func1 "private" end def func2 "protected" end def func3 "Public" end private :func1 protected :func2 public :func3end

ملاحظة: يتم استخدام ضوابط الوصول العامة والخاصة أكثر من غيرها.

استنتاج

هذه هي أساسيات البرمجة الشيئية في روبي. الآن ، بمعرفة هذه المفاهيم يمكنك التعمق فيها وتعلمها من خلال بناء أشياء رائعة.

لا تنس التصفيق والمتابعة إذا استمتعت! مواكبة معي هنا.