المميزات الجديدة في لغة Covariance and Contravariance – C# 4.0

بسم  الله الرحمن الرحيم

سوف أكمل في هذا الدرس السلسة المتعلقة بالمميزات الجديدة بالغة السي شارب وهذه المرة سوف نتحدث إن شاء الله عن Covariance وأيضا عن Contravariance فلنبدء على بركة الله .

أولا : نطاق عمل Covariance & Contravariance

ماقصده بالنطاق هنا هو المكان التي يتم فيه تطبيق مبدء Covariance & Contravariance وهو كالتالي

•    Generic Delegates & InterFaces

•    Reference Types

ثانيا : تعريف Covariance & Contravariance
Covariance
المقصود بمصطلح (Covariance) هو إرجاع أنواع أكثر إشتقاقا ( Derived Classes) من الدالة (Method ) التي قيمتها المرجعة عبارة عن نوع أقل إشتقاقا وهذا النوع يسبقه الكلمة المعرفة ( Out).ويجب ان تعلم أنه فقط يستخدم مع القيم المرجعة فقط ( Return Types) من الدالة التي تم إستدعائها
Contravariance
المقصود بمصطلح (Contravariance) هو إرسال قيمة أقل إشتقاقا ( Base Classes) إلى دالة ( Method) تأخذ قيم أو تقبل حقول أكثر إشتقاقا ( Derived Classes) وهذا النوع يسبقه الكلمة  المعرفة (In). ويجب أن تعلم أنه فقط يستخدم كإرسال قيم الى الدالة وليس لإسترجاع قيم منها .
قد يبدو الوضع معقدا بعض الشيء ولكن الموضوع كله يتعلق بمباديء الوراثة المتعارفة لدى الجميع ومع الشرح أكثر وإعطاء امثلة سوف نفهم جميعا إن شاء الله مالمقصود  بالمصطلحين السابقين.

ثالثا كيف يمكن أستخدام Covariance & Contravariance
أولا مع Generic Delegates
لنأخذ أحد انواع المفوضات (Delegate ) الموجودة في أطار عمل دوت نت ( .Net FrameWork) وهو المفوض (Func<>) أنظر الى الصورة التالية قبل أن نبدء

كما ترى فإن هذا المفوض (Delegate) يقبل أنواع أقل أشتقاقا في الحقل الأول ويقوم بإرجاع أنواع أكثر إشتقاقا في الحقل الثاني .
لنأخذ مثلا حتى تتضح لنا الصورة

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Func<object,ArgumentException> fn1 = null;

Func<string, Exception> fn2 = null;
fn2 = fn1; //Covariance and Contravariance
}

}

كما ترى في المثال السابق  قمنا بتعريف مفوض من نوع (Func) لديه الإسم (fn1) يقبل حقل من نوع (object) ويعيد قيمة من نوع (ArgumentException) بعد ذلك قمنا بتعريف مفوض أخر من (Func) لديه الأسم (Fn2) يقبل حقل من نوع (string) ويعيد قيمة من نوع (Exception) بعد ذلك قمنا بإسناد (fn1) إلى (fn2) وكما تلاحظ فإن الحقل الأول من (fn1) هو منوع (object) وهو أقل إشتقاقا من (string) وأن الحقل الثاني هو من نوع (ArgumentException) وهو أكثر إشتقاقا من (Exception)

ثانيا مع Generic Interface
طبعا Generic interface تأخذ نفس مفهوم المفوضات (Delegates) حيث بإمكانك أن تعود بقيم أكثر إشتقاقا وترسل قيم أقل إشتقاقا
أنظر الى المثال التالي

public IEnumerable<Exception> GetAllException()
{
IEnumerable<ArgumentException> c=null;
return c;
}

كماترى من المثال السابق فإن القيمة التي سيتم إرجاعها من الدالة (GetAllException) هي من نوع (IEnumerable<Exception>) ولكن في الحقيقة مايتم إرجاعه من الدالة هو من نوع (IEnumerable<ArgumentException>) وهو نوع أكثر إشتقاقا من النوع الذي من المفترض أن يعيده أنظر معي الى الصورة التالية التي سوف توضح لك كل شيء إن شاء الله

كما ترى في الاعلى لدينا فصيلة (Class) من نوع عربة وفصيلة أخرى مشتقة من نوع عربة وهي سيارة (Cars) وفصيلة أخرى مشتقة من فصيلة سيارة وهي من نوع سيارة رياضية (Sport Cars) وكما ترى فكما نزلت الى الاسفل فهذا يعتبر اكثر إشتقاقا وكلما صعدت الى الاعلى فهذا يعتبر أقل إشتقاقا وهذا هو مبدء Covariance & Contravariance

الخلاصة
قمت في هذا الدرس بشرح مفهوم Covariance & Contravariance وكيف يمكن إستخدامه والنطاق الذي يستخدم فيه وحقيقة الأمر ان إطار عمل دوت نت (.Net FrameWork) يدعم هذه الميزة في جميع مفوضاته (Generics Delegate) وجميع واجهاته ( Genrics interface) وبإمكانك أيضا أن تستخدمها في الاكواد التي تكتبها والتي تتعامل بوجه التحديد مع (Generics) وبهذا الدرس أنهي سلسلة الدروس التي قدمتها عن المميزات الجديدة في لغة (C#4.0)
أتمنى أن أكون قد وفقت في الطرح
والله أعلم

 

المميزات الجديدة في لغة Optional Parameters and Named Arguments – C# 4.0

أولا : الحقول الإختيارية (Optional Parameters)

تعتبر ميزة البراميترات الاختيارية او ( Optional Parameters) غير جديدة على مبرمجي الفيجوال بيسك حيث تعطيك هذه الميزة حرية الاختيار بين أرسال قيمة الى البراميترات او عدم إرسال قيمة وبذلك يتم أخذ القيمة الافتراضية التي تم تحديدها مسبقا عند إنشاء الدالة (Method) لن أطيل عليكم سوف أبدء مباشرة باعطاء أمثلة عنها
كيف يمكن إنشاء براميترات إختيارية (Optional Parameter)
يتم إنشاء الحقول او البراميترات الإختيارية كما هو موضح في الشكل التالي

كما ترى وبكل بساطة فان الحقل الإختياري يجب أن يأتي بعده مباشرة قيمة إفتراضية وبذلك تخبر المترجم (Compiler) بأن هذا الحقل حقل إختياري كما هو موضح في الصورة التالية

كما ترى فإن البراميترات أو الحقول الإختيارية يتم وضعها بين علامتي [] وذلك لدلالة على أنها حقول إختيارية .

المثال كامل

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Add(10);
Add(10, 5);
Add(10,5,5);
}
static void Add(int A, int B = 0,int C=1)
{
Console.WriteLine("The Value Of A={0},B={1},C{2}", A, B,C);
}

ثانيا : الحقول ذات الاسماء المعلنة (Named Arguments)

في الحقيقة أرهقني مصطلح (Named Arguments)    من ناحية التعريب ولذلك أطلقت عليه إسم الحقول ذات الأسماء المعلنة. والغرض منها يكمن في إمكانية إعلان إسم الحقل الإختياري وتحديد قيمته بغض النظر عن موقعه في الدالة.
في الشفرة السابقة يوجد هنالك حقلان إختياريان الأول إسمه (B)  والثاني إسمه (C)  والان لنفترض اني اريد ان أرسل قيمة (C) فقط بدون إرسال قيمة (B) هل هذا ممكن ؟
طبعا هذا ممكن مع (Named Arguments) إنظر الى الشكل التالي

كما ترى فإن العملية بسيطة جدا كل ماعليك فعله هو تحديد إسم الحقل الذي قمت بتعريفه في الدالة ثم إرسالة القمية التي تريدها
أمثلة أخرى

وكما هو موضح في الاعلي فإن موقع الحقل لايهم في حالة ( Named Arguments)
الان تخيل معي ان لديك دالة (Method) يوجد بها أكثر من حقل إختياري ولنقل على سبيل المثال عشرة حقول إختيارية وأنك في بعض الأجزاء من الكود تريد أن ترسل قيمة الحقل  الاخير فقط او انك تريد إرسال قيمة حقلين فقط من العشرة وهكذا ؟؟؟
طبعا بدون وجود ميزة (Named Arguments) فسوف تظطر الى كتابة جميع الحقول ولكن من حسن حظنا فان هذه الميزة موجودة في لغة السي شارب (C#).

قواعد يجب أن تتبع

•    يجب أن تكتب الحقول الإختيارية بعد الحقول الأجبارية (Required Parameters) والعكس غير مقبول والا فإن المترجم سوف يظهر رسالة خطأ تخبرك بان الحقول الإختيارية يجب ان تظهر بعد الحقول الإجبارية.
•    لاتقم أبدا أبدا بتغير أسماء الحقول الإختيارية بعد إستدعائك لهذه الدالة عند إستخدام (Named Arguments ) والسبب في ذلك أن المترجم سوف يظهر رسالة خطأ مفادها بأن إسم الحقل غير موجود وتخيل معي المعاناة لو أنك قمت بإستدعاء هذه الدالة في أمكان كثيرة  من برنامجك لأنك سوف تطظر الىتغيره في كل مكان إستدعاء.

•    لايمكن إستخدام (Named Arguments) الى إذا كان هنالك ( Optional Parameters)

نقطة اخيرة

قد يسئل البعض ويقول لقد ذكرت في هذا الموضوع كلمة ( Parameters) بعد ذلك قمت بذكر كلمة (Arguments) إذا مالفرق بينهما
جواب هذا السؤال في الصورة التي بالأسفل

خلاصة
أتمنى في نهاية الحديث أن تكون الصورة واضحة لدى الجميع عن هذه الميزة الجديدة في لغة السي شارب وهي الحقول الإختيارية وطبعا كما ذكرت سابقا هي ليست بجديدة على مبرمجين الفيجوال بيسك ولكن الجديد هنا هو الحقول ذات الاسماء المعلنة وقمت بإعطائك بعض القواعد الهامة التي يجب أن تكون في الحسبان اثناء البرمجة والفرق بين كلمتي (Parameters) و ( Arguments) .
واخير وليس أخرا اتمنى ان اكون قد وفقت في الطرح
والله أعلم

 

المميزات الجديدة في لغة dynamic keyword – C# 4.0 الجزء الثاني

بسم الله الرحمن الرحيم

سوف اكمل في هذه المقالة الحديث عن (dynamic Keyword) والتي قمت بتعريفها سابقا في الجزء الاول فلنبدء على بركة الله بشرح القيمة الحقيقة وراء هذه الاضافة الجديدة .

لنفرض مثلا ان لديك دالة (Method) إسمها GetCalculatorهذه الدالة تقوم بارجاع فصيلة (Class) من نوع  حاسبة (Calculator) تحتوي على دالة إسمها (Add) هذه الدالة تقوم بارجاع الناتج من جمع رقمين كالتالي

Calculator calc = GetCalculator();
int sum = calc.Add(10, 20);

طبعا المثال السابق بسيط جدا ولكن لنفترض الان ان الدالة (GetCalculator) تقوم بارجاع نوع غير معروف بالنسبة اليك او ان المترجم (Compiler) لايستطيع التعرف على النوع الحقيقي فمالذي يمكن فعله في هذه الحالة ؟

طبعا الجواب بسيط وهو باستخدام دوال الانعكاس (Reflections) كما هو موضح في

المثال التالي

object calc = GetCalculator();
Type calcType = calc.GetType();
object res = calcType.InvokeMember("Add", BindingFlags.InvokeMethod, null,calc, new object[] { 10, 20 });
int sum = Convert.ToInt32(res);

ملاحظة: هذه الاشياء تواجهك اذا كانت تتعامل مع مكتبات (COM).

من المثال السابق يتضح لنا مدى صعوبة التعامل مع دوال الانعكاس وصعوبة قراءة الشفرات المكتوبة.

الكلام جميل ولكن ماعلاقة كل ماسبق ذكره بكلمة ديناميك (dynamic keyword)

حسنا انظر معي الى المثال التالي وكيف يمكن إعادة ماكتبناه في السابق مرة أخرى باستخدام (dynamic keyword)

dynamic calc = GetCalculator();
int sum = calc.Add(10, 20);

كما ترى في المثال السابق قمنا بنفس العمل الذي قمنا به باستخدام دوال الانعكاس

ولكن هذه المرة باستخدام (dynamic keyword) وكما ترى فانها تشبه لحد كبير المثال الاول ولكن الفرق اننا قمنا فط بوضع كلمة (dynamic) كنوع للمتغير.

كما هو موضح في الاعلى فإن التعرف على العملية سوف يتم وقت التنفيذ (Runtime)

اتمنى مما قدمته حتى الان ان تكون الصورة واضحة اليك .تخيل معي الان أنك تريد انشاء فصيلة (Class) وتريد إضافة حقول اليها ولكن وقت التنفيذ ؟؟؟

طبعا يمكنك فعل ذلك الان وبكل بساطة إنظر الى المثال التالي

dynamic contact = new ExpandoObject();
contact.Name = "Ahmed Naji";
contact.WebSite="www.dotnetfinder.wordpress.com";
Salary=1000;
Console.WritLine(contact.Name);
Console.WriteLine(contact.WebSite);

طبعا الغرض من هذه الإضافة حقا هو السهولة والبساطة في كتابة الشفرات وإعطاء قابلية كبيرة بأن تكون شفراتك أكثر مرونة.

والان سوف اتحدث عن جانب اخر مهم جدا جدا .لنفترض ان لدينا شفرة (Code) مكتوب بلغة من اللغات الديناميكة وأن هذه اللغة هي (IronPython) كما هو موضح بالأسفل

واننا نريد ان نستدعى الدالة (function) الموجودة في كود (IronPython) من خلال لغة سي شارب .هل هذا ممكن؟

والاجابة ايضا بسيطة وهي باستخدام (dynamic keyword) إنظر الى المثال التالي

مدهش بلا شك لقد قمنا بتنفيذ كود مكتوب بلفة (IronPython) داخل لغة سي شارب بكل يسر وسهولة .والان سوف ياتي سؤال مهم جدا كيف تم تنفيذ شفرة مكتوبة بلغة (IronPython) داخل شفرة مكتوبة بلغة سي شارب ؟؟؟

لكي إجيبكم على هذا السؤال أنظروا الى الصورة  بالاسفل.

كما ترى في المثال السابق فان اللغات مسبقة التعريف (Statically_Typed) تتخاطب مباشرة مع لغة التنفيذ المشتركة (CLR) ولكن الحال مختلف مع اللغات الديناميكية مثل (IronPython) فيوجد هنالك لغة التنفيذ الديناميكية (DLR) والتي تقوم بدورها بالتخاطب مع (CLR) ونفس الشيء ينطبق عندما تقوم بتنفيذ شفرات مكتوب بلغات ديناميكية داخل لغة سي شارب .

وكما ترى مماسبق فان لغة التنفيذ الديناميكية(DLR) تلعب هنا دور الوسيط بين لغة التنفيذ المشتركة (CLR) وبين اللغات الديناميكة من جهة وبين لغة السي شارب واللغات الديناميكية من جهة أخرى.

طبعا هنالك حالات اخرى فيمكن ان تقوم بتنفيذ ملف مكتوب بلغة الجافا سكريبت (JavaScript) داخل تطبيقات سيلفر لايت (Silverlight).

الرؤية التي تطمح اليه مايكروسوفت

قد يسئل البعض مالغرض الاساسي والرؤية التي تريدها شركة مايكروسوفت .

اولا قابلية التعدد

فيمكن ان يكون في المشروع الواحد مبرمجين بلغة السي شارب ومبرمجين بلغة (IronPython) ومبرمجين جافا سكريبت (JavaScript)

ثانيا جذب أنظار المبرمجين والمطورين من لغات مختلفة نحو منصة عمل دوت نت (.Net Framework) واستخدام المنتجات المختلفة مثل (Visual Studio)

ثالثا السهولة في التعامل مع مكتبات (Com) وخاصة المتعلقة بتطبيقات أوفيس

س/ هل معنى هذا الكلام ان لغة سي شارب سوف تصبح لغة ديناميكية؟؟؟

طبعا لا فالغة سي شارب لغة مسبقة التعاريف ولكن ان تسلك سلوك اللغات الديناميكية فهذا من أجل تسهيل العمليات ولجعل الامور اسهل فكما راينا الفرق الواضح عند استخدام دوال الانعكاس وعند استخدام (dynamic keyword).وايضا سهولة تنفيذ شفرات اخرى من لغات ديناميكية داخل لغة سي شارب.

الخلاصة

أتمنى من جميع مماسبق من شرح في الجزء الأول والثاني أن كون قد أعطيتكم لمحة كافية عن الميزة الهامة جدا في لغة السي شارب وكيف يمكن كتابتها وكيف يمكن إستخدامها وكيف يمكن تنفيذ لغات ديناميكية من داخل لغة سي شارب والفرق عند إستخدام دوال الإنعكاس واستخدام كلمة ديناميك والأهداف التي تسعى اليها شركة مايكروسوفت .

والله أعلم

 

المميزات الجديدة في لغة dynamic keyword – C# 4.0 الجزء الاول

بسم الله الرحمن الرحيم

سوف اتحدث في هذا الموضوع عن الميزة والإضافة  الجديدة القادمة مع لغة C# 4.0  وهي Dynamic keyword ولكن قبل ان ابدأ في شرح الوظيفة التي تقدمها هذه الكلمة يجب عليك معرفة ان لغات البرمجة نوعان

• لغات ديناميكية (dynamic programming language) مثل ( Python ,Ruby, JavaScript)

في هذا النوع من اللغات يمكن كتابة المتغيرات بدون  الحاجة الى تعريف نوع المتغير هل هو متغير رقمي نصي او كائن ما والسبب في ذلك ان ربط المتغير بنوعه يتم وقت التنفيذ (Runtime ) لنأخذ مثال مكتوب بلغة (IronPython) كما هو موضح في  الصورة التالية

كما ترى في المثال السابق قمت بتعريف متغير اسمه (i) بدون ان اعرف نوعه هل متغير رقمي (int) نصي (string) او أي من الانواع الأخرى وقمت بإسناد عدد له (1+1) وطباعة هذا الرقم .بعد ذلك قمت بإسناد قيمة نصية (“a”+”b”) وايضا بدون ان اقوم بتعريف نوع المتغير وتمت طباعة النص .

• لغات ذات انواع  ثابتة (Statically-Typed programming language) مثل (C++,C# ,Java , Vb)

في هذا النوع من اللغات مثل لغة (#C) من غير الممكن ان تقوم بتعريف متغير بدون ان تعرف نوع (Type) هذا المتغير هل هو رقمي او نصي او احد من الانواع الاخرى كما هو موضح في الصورة التالية

كما ترى في المثال السابق يجب تعريف نوع المتغير لان المترجم (Compiler)في هذه الحالة سوف يقوم بإصدار خطاء وهو ان الاسم (i) غير موجود ولايمكن التعرف عليه لذلك يجب ان تحدد نوع هذا المتغير وهو في الحالة السابقة من نوع  (int) كما هو موضح في الصورة التالية

طبعا ترى من المثال السابق انه يجب تحديد نوع المتغير وليس فقط نوع المتغير بل يجب ان يكون النوع صحيح فلا يقبل المترجم (Compiler) ان تقوم باسناد قيمة عددية الى متغير من نوع نصي

يتضح لنا من الامثلة السابقة الخاصة باللغات المسبقة التعريف الاهمية الحقيقة لهذه اللغات حيث انها اسرع (لان الانواع تم تعريفها مسبقا ولا حاجة لمعرفة النوع اثناء التنفيذ(Runtime) مما يستلزم وقتا اطول ) وايضا ان معظم الاخطاء التي يقوم بها المبرمج يتم إكتشافها مبكرا من قبل المترجم مثل الاسناد الخاطيء وغيرها من الاخطاء الشائعة التي قد يقع فيها المبرمج على عكس اللغات الديناميكية ولهذا السبب تعتبر لغة (#C) من الانواع الامنة (type safety).

لقد أردت في الأسطر القليلة الماضية أن أمهد لكم الطريق لكي  أطرح عليكم السؤال التالي

هل يمكن للغة مسبقة التعريف مثل لغة (#C) أن تكون لغة ديناميكية

الاجابة ببساطة نعم مع الكلمة الجديدة التي تقدمها لغة (#C) وهي (dynamic)  انظر الى المثال التالي ولاحظ معي كيف يمكن ان تكون لغة (#C ) لغة ديناميكية

حسنا سوف اقوم بشرح ماحدث بالاعلى كالتالي

1. قمنا بتعريف متغير اسمه (arg) من نوع (dynamic)
2. قمنا بتعريف متغير اخر  اسمه (result) من نوع (dynamic)
3. قمنا باسناد رقم 5 الى المتغير (arg)
4. قمنا بارسال المتغير الى الدالة (method) اسمها (Plus) تقوم بعملية جمع بعد ذلك ارجاع القيمة واسنادها الى المتغير (result)
5. قمنا بارسال النتيجة الى الدالة (M)

حسنا حسنا تمهل قليلا هنالك نوعان من الدالة (M)  النوع الاول يقبل باراميتر (parameter ) من نوع رقمي(int) والاخر من نوع نصي (string)  فكيف سوف يتم التعرف على أي من هاتين الدالتين سوف يتم ارسال المتغير(result) .

سؤال جميل جدا والان انظر الى الصور  التالية التي تحتوي على نتيجة البرنامج الذي قمنا بكتابته بالاعلى

مذهل صحيح لقد قام البرنامج باختيار الدوال المناسبة وطبع النتيجة بناء على محتوى المتغير (arg) في المرة الاولى كان رقم وفي المرة الثانية اصبح نص.

يرجع السبب في ذلك انه عند وقت التنفيذ (runtime ) سوف يتم التعرف على النوع الحقيقي (Actual Type) وربطه (Bind)  بالمتغير (arg)  الذي تم ارساله وتحديد نوع المتغير هل هو رقم ام نص وبعد ذلك يتم اختيار الدالة الصحيحة وطباعة محتوى المتغير .

وهنا مثال أخر يقوم بجمع قيمة رقمية أو عديدية مع قيمة نصية ثم يقوم بعد ذلك بطباعة محتوى المتغير

الخلاصة

قمت في هذه المقالة بالتعريف بين اللغات الديناميكية (dynamic language) واللغات المسبقة التعريف( statically typed) وكان غرضي من هذا التعريف ان أوضح لك الصورة وهو ان لغة (#C) في إصدارها الجديد (4.0) أصبح بإمكانها ان تسلك سلوك اللغات الديناميكية فقط كل ماعليك فعله هو تعريف المتغير مسبوق بكلمة (dynamic)

وان الربط بالنوع الصحيح سوف يكون وقت التنفيذ وليس اثناء ترجمة الكود. وفي الجزء الثاني سوف اقوم بالشرح اكثر واعطاء تفاصيل وامثلة اكثر واريك الصورة الكبيرة من وراء طرح هذه الميزة والرؤية المستقبلية لشركة مايكروسوفت

وفي النهاية اتمنى ان اكون قد وفقت في الطرح

والله أعلم