البرمجة القائمة على الفصل، والمعروفة أيضًا باسم البرمجة الموجهة نحو الفصل أو البرمجة الموجهة للكائنات (OOP)، هي نموذج شائع في تطوير البرمجيات الحديثة. فهو يسمح للمطورين ببناء برامجهم حول كيانات في العالم الحقيقي، مما يتيح إمكانية إعادة استخدام التعليمات البرمجية، والتغليف، والميراث، وتعدد الأشكال.
تاريخ وظهور البرمجة القائمة على الفصل
تم تقديم مفهوم البرمجة المبنية على الفصل لأول مرة من قبل علماء الكمبيوتر النرويجيين أولي يوهان دال وكريستين نيجارد في الستينيات مع تطوير لغة سيمولا، والتي تعتبر أول لغة برمجة كائنية التوجه. ومع ذلك، لم يكن الأمر كذلك حتى إصدار Smalltalk في السبعينيات من قبل فريق Xerox PARC بقيادة آلان كاي، حيث بدأت البرمجة القائمة على الفصل في اكتساب المزيد من الاهتمام.
في العقود التي تلت ذلك، أصبحت البرمجة القائمة على الفصل عنصرًا أساسيًا في هندسة البرمجيات، مع دمج مبادئها في العديد من اللغات الأكثر شيوعًا اليوم، بما في ذلك Java وC++ وPython.
الخوض في البرمجة القائمة على الفصل
في البرمجة المبنية على الفصل، الفصل عبارة عن مخطط أو قالب يصف السلوكيات ويذكر أن الكائنات من نوعها تدعمها. الكائن هو مثيل لفئة. على سبيل المثال، إذا كان لديك فئة تسمى "Car"، فإن كائنات هذه الفئة يمكن أن تكون "Toyota"، و"Honda"، وما إلى ذلك. يمكن أن يكون لكل كائن قيم سمات فريدة ولكنها تتبع جميعها البنية المحددة بواسطة فئتها.
تشمل المبادئ الأساسية للبرمجة القائمة على الفصل ما يلي:
-
التغليف: هذا هو تجميع البيانات والأساليب التي تعمل على هذه البيانات في وحدة واحدة تعرف بالكائن.
-
ميراث: هذا يسمح بإنشاء تصنيفات هرمية. إذا كانت هناك فئة "مركبة"، فيمكن اشتقاق فئة "سيارة" منها، وترث جميع سماتها وسلوكياتها.
-
تعدد الأشكال: يسمح هذا لواجهة واحدة بتمثيل فئة عامة من الإجراءات. إنها قدرة الكائنات المختلفة على الاستجابة بطريقة فريدة لنفس الرسالة.
-
التجريد: يساعد هذا في تقليل التعقيد عن طريق إخفاء التفاصيل غير ذات الصلة وإظهار المعلومات الضرورية فقط.
الأعمال الداخلية للبرمجة القائمة على الفصل
تحت الغطاء، تحدد الفئات بنية الكائنات في الذاكرة، حيث يحتوي كل كائن على نسخته الخاصة من حقول بيانات الفئة. عندما يتم استدعاء أسلوب ما على كائن ما، يتم تنفيذ الأسلوب المقابل للفئة باستخدام حقول بيانات الكائن كسياق.
الميزات الرئيسية للبرمجة على أساس الفصل
السمات الرئيسية للبرمجة القائمة على الفصل هي التغليف والميراث وتعدد الأشكال والتجريد. إنها تسهل تنظيم التعليمات البرمجية وإمكانية إعادة استخدام التعليمات البرمجية وحماية البيانات وصيانة البرامج. كما أنها تمكن من تطوير أنظمة برمجية معقدة بطريقة معيارية، حيث يمكن تطوير كل وحدة واختبارها بشكل مستقل قبل دمجها مع الوحدات الأخرى.
أنواع البرمجة القائمة على الفصل
توجد البرمجة القائمة على الفصل في العديد من اللغات، كل منها تطبق النموذج بطرق مختلفة قليلاً. بعض هذه تشمل:
| لغة برمجة | الميزات البارزة |
|---|---|
| جافا | موجه بالكامل للكائنات، كل شيء هو كائن باستثناء الأنواع البدائية |
| سي ++ | يجمع بين البرمجة الشيئية والإجرائية |
| بايثون | يدعم نماذج متعددة، بما في ذلك الوظيفية والإجرائية، بالإضافة إلى القائمة على الفصل |
| روبي | كل شيء هو كائن، حتى الأنواع البدائية |
| C# | تم تطويره بواسطة Microsoft، ويستخدم على نطاق واسع في إطار عمل .NET |
استخدام البرمجة القائمة على الفصل: المشاكل والحلول
تعد البرمجة المبنية على الفصل نموذجًا قويًا، لكنها لا تخلو من التحديات. يتطلب الأمر تصميمًا دقيقًا لتجنب مشكلات مثل الاقتران المحكم والتسلسلات الهرمية الكبيرة للوراثة والفئات ذات المسؤوليات الكثيرة. ومع ذلك، يمكن التخفيف من ذلك باتباع مبادئ التصميم مثل مبادئ SOLID واستخدام أنماط التصميم.
مقارنات مع نماذج مماثلة
في حين أن البرمجة القائمة على الفصل تحظى بشعبية كبيرة، إلا أن هناك نماذج برمجة أخرى. على سبيل المثال، تنظم البرمجة الإجرائية التعليمات البرمجية في إجراءات، بينما تتجنب البرمجة الوظيفية تغير الحالة والبيانات القابلة للتغيير.
| نموذج البرمجة | الخصائص الرئيسية |
|---|---|
| إجرائية | البرامج عبارة عن سلسلة من الإجراءات أو الإجراءات الروتينية التي تعالج البيانات |
| على أساس الطبقة | البرامج عبارة عن مجموعة من الكائنات المتفاعلة |
| وظيفي | يتم التعامل مع الحساب على أنه تقييم للوظائف الرياضية، ويتجنب الحالة المتغيرة والبيانات القابلة للتغيير |
مستقبل البرمجة القائمة على الفصل
على الرغم من ظهور نماذج أخرى مثل البرمجة الوظيفية والتفاعلية، تظل البرمجة القائمة على الفصل جزءًا مهمًا من مشهد البرمجة. تميل اللغات الحديثة نحو مناهج متعددة النماذج، حيث تدمج النماذج القائمة على الطبقة جنبًا إلى جنب مع النماذج الأخرى.
علاوة على ذلك، يتم تعزيز البرمجة القائمة على الفصل من خلال مفاهيم أحدث مثل البرمجة الموجهة نحو الجوانب (AOP) والتي توفر طريقة لتعديل سلوك الفئات والكائنات ديناميكيًا.
البرمجة المستندة إلى الفصل والخوادم الوكيلة
يمكن أن تستفيد الخوادم الوكيلة بشكل كبير من البرمجة القائمة على الفصل. في نظام الخادم الوكيل، يمكن تمثيل أنواع مختلفة من الوكلاء - HTTP، SOCKS، وما إلى ذلك - كفئات، ترث من فئة الوكيل الأساسية. وهذا يسمح بإنشاء أنظمة معيارية قابلة للتمديد بسهولة. تتيح مبادئ التغليف وتعدد الأشكال معالجة آمنة ومرنة لحزم البيانات، على التوالي.
روابط ذات علاقة
لمزيد من القراءة والموارد، راجع الروابط التالية:
- مفاهيم البرمجة كائنية التوجه: أوراكل
- البرمجة الموجهة للكائنات: وثائق بايثون
- تعلم البرمجة كائنية التوجه بلغة C++
- البرمجة الشيئية في جافا
- مبادئ التصميم الموجه للكائنات
منذ فجر Simula إلى اللغات المتقدمة ومتعددة النماذج اليوم، أثبتت البرمجة القائمة على الفصل أنها نهج دائم ومتعدد الاستخدامات للبرمجة. ويشهد تطبيقه على مختلف جوانب التكنولوجيا، بما في ذلك الخوادم الوكيلة، على فائدته وقدرته على التكيف في مواجهة التحديات الحسابية دائمة التطور.
