تفسير الفروق في سلوك الوسائط بالإشارة في لغة برمجة Julia

في الواقع، الفارق الذي لاحظته في سلوك الدالتين foo! و foobar! يعود إلى طريقة معالجة البيانات داخل الدالة وطريقة التعامل مع المتغيرات الممررة كوسائط. عندما يقول الوثائق أن جميع الوسائط تتم نقلها بالإشارة (passed by reference) في Julia، فإن ذلك يعني أن الدالة تعمل على نسخة من المتغير وليس على نسخة من القيمة المحددة.

في حالة دالة foo!، يتم تمرير النصف الأيمن من المعادلة r = r + 1 بالقيمة. بمعنى آخر، تقوم الدالة بإنشاء نسخة جديدة من المصفوفة بعد إضافة 1 إلى جميع العناصر، ولكن هذه النسخة لا تؤثر على المصفوفة الأصلية التي تمرر إليها الدالة.

بالنقيض، تقوم دالة foobar! بتحديث القيم داخل المصفوفة مباشرة باستخدام عبارة التحكم for، مما يؤدي إلى تعديل المصفوفة الأصلية التي تمرر إليها الدالة. هذا يعكس السلوك المتوقع عند نقل الوسائط بالإشارة في Julia.

لتحقيق تأثير foo! المتوقع، يمكنك تعديل الدالة لتأخذ المصفوفة كمتغير بالإشارة باستخدام الدالة broadcast! كما يلي:

juliaCopy code
function foo!(r::Array{Int64})
    broadcast!(x -> x + 1, r, r)
end

هذا التعديل يستخدم broadcast! لتحديث المصفوفة بما يتناسب مع توقعاتك.

لفهم السياق الكامل حول هذا السلوك الغير المتوقع في Julia، يجب النظر إلى مفهوم نقل البيانات والفروق بين تنفيذ العمليات على النصف الأيسر والنصف الأيمن للمعادلة في Julia.

عند تمرير المصفوفة إلى الدالة foo!، يتم نقل الإشارة (by reference) فعلياً، ولكن العمليات التي تتم داخل الدالة تؤثر على النصف الأيمن من المعادلة بالقيمة، وهذا يعني أن أي تغيير في النصف الأيمن لن يؤثر على المصفوفة الأصلية. يمكن تفسير هذا السلوك على أنه نتيجة لاستخدام المعاملات بالقيمة (pass by value) في العمليات الحسابية.

بالنسبة للدالة foobar!، يتم استخدام الحلقة التكرارية for لتحديث قيم المصفوفة مباشرة، وهذا يؤدي إلى تعديل المصفوفة الأصلية الممررة بالإشارة.

لتجنب هذه الالتباسات، يفضل دائمًا تنويع الأسلوب البرمجي واختيار الطريقة الملائمة وفقًا للسياق والمتطلبات الخاصة. يمكنك أيضاً استخدام الدالة copy لإنشاء نسخة جديدة من المصفوفة داخل الدالة وتجنب الالتباسات.

للتوضيح أكثر، يمكننا إلقاء نظرة على الكود التالي:

juliaCopy code
function foo_copy!(r::Array{Int64})
    r_copy = copy(r)
    r_copy .+= 1
    return r_copy
end

هذه الدالة تقوم بإنشاء نسخة جديدة من المصفوفة باستخدام copy ثم تقوم بإضافة 1 إلى جميع العناصر. وبهذه الطريقة، ستحصل على السلوك المتوقع دون التأثير على المصفوفة الأصلية.