فهم المتغيرات في بايثون: كلاسات وكائنات

في الكود الذي قدمته، يظهر بوضوح بعض السوء في فهمك لاستخدام المتغيرات في الكلاسات في لغة البرمجة بايثون. دعني أشرح لك كيف يتم التعامل مع المتغيرات في الكلاسات والكائنات (الانسنستس) في بايثون.

أولاً وقبل كل شيء، دعنا نناقش الاختلاف بين المتغيرات التابعة للكلاس (class variables) والمتغيرات التابعة للكائن (instance variables). المتغيرات التابعة للكلاس تكون مشتركة بين جميع الكائنات التي تستند إلى الكلاس، بينما تكون المتغيرات التابعة للكائن فريدة لكل كائن.

في الكود الذي قدمته، المتغير energy هو متغير كلاس، لكن الطريقة التي تقوم بها بتعديل قيمته داخل الدوال (work) تجعله يبدو كمتغير تابع للكائن. عندما تقوم بتغيير قيمة energy باستخدام self.energy -= 1، فإنك تقوم بإنشاء نسخة جديدة من المتغير energy محددة للكائن الذي قمت بالتعديل عليه، وبالتالي تظهر الفروق في القيم بين الكائنين a1 و a2.

أما المتغير skills، فهو مشترك بين جميع الكائنات لأنك قمت بتعريفه خارج الدوال وليس داخل __init__، ولهذا يتم مشاركته بين جميع الكائنات. يجب أن تكون حذرًا عند تعريف قائمة أو أي هيكل بيانات آخر كمتغير كلاس، حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى نتائج غير متوقعة كما هو الحال هنا.

لتصحيح هذا، يمكنك تعديل الكود كما يلي:

pythonCopy code
class Animal(object):
    def __init__(self):
        self.energy = 10
        self.skills = []

    def work(self):
        print('I do something')
        self.energy -= 1

    def new_skill(self, skill):
        self.skills.append(skill)


if __name__ == '__main__':
    a1 = Animal()
    a2 = Animal()

    a1.work()
    print(a1.energy)  # النتيجة: 9
    print(a2.energy)  # النتيجة: 10

    a1.new_skill('bark')
    a2.new_skill('sleep')
    print(a1.skills)  # النتيجة: ['bark']
    print(a2.skills)  # النتيجة: ['sleep']

بتحديد energy و skills داخل __init__، ستتأكد من أنها تعتبر الآن متغيرات تابعة للكائن، وليس متغيرات كلاس، وبالتالي ستظهر السلوك المتوقع للبرنامج.

بالطبع، دعنا نستمر في توسيع فهمنا حول مفهوم المتغيرات في الكلاسات والكائنات في لغة البرمجة بايثون.

عند إنشاء كائن من الكلاس، يتم استدعاء الدالة __init__ تلقائياً إذا كانت موجودة. هذه الدالة تُستخدم لتهيئة الكائن وتعيين القيم الابتدائية للمتغيرات التابعة له. في الكود السابق، تم استخدام __init__ لتعيين قيمة ابتدائية لمتغيري energy و skills:

pythonCopy code
def __init__(self):
    self.energy = 10
    self.skills = []

هذا يعني أن كل مرة تقوم فيها بإنشاء كائن جديد من الكلاس Animal، ستتم إعادة تهيئة المتغيرات energy و skills بقيمها الابتدائية. هذا يضمن أنه عند بدء كل كائن بقيمة معينة لـ energy و skills.

من المهم أن نفهم أيضاً أنه يمكننا تعريف المتغيرات في أي وقت داخل الكلاس، وليس فقط داخل __init__. على سبيل المثال، يمكننا إضافة متغير آخر للكلاس Animal:

pythonCopy code
class Animal(object):
    total_animals = 0  # متغير كلاس

    def __init__(self):
        self.energy = 10
        self.skills = []
        Animal.total_animals += 1  # زيادة قيمة المتغير الكلاس عند إنشاء كائن جديد

هنا تم تعريف متغير total_animals كمتغير كلاس، ويتم زيادة قيمته في __init__ عند إنشاء كائن جديد.

لفهم أفضل للمفاهيم المتقدمة، يمكنك النظر إلى مواضيع مثل التركيبات (composition)، الوراثة (inheritance)، والطبقات الفرعية (subclasses) في لغة البرمجة بايثون، وكيف يمكن استخدامها لبناء تركيبات أكثر تعقيدًا وفعالية في البرمجة الشيئية.