Programming Paradigms

عندما تواجه التحدي بين استخدام التبديل والحالة (switch-case) أو الجمل المشروطة (if) في لغة البرمجة C++11، يجب أن تنظر إلى عدة عوامل قبل اتخاذ القرار. في مثالك، تقوم بكتابة دالة تحديد المسافات البيضاء في محلل صرفي. سأوضح الاختلافات بين الطريقتين والأداء المتوقع لكل واحدة.

بدايةً، يتميز استخدام التبديل والحالة (switch-case) بتنظيم مختلف. تستخدم هذه الهيكلية عندما يكون لديك قائمة محدودة من القيم المتوقعة للمتغير. في حالتك، القيم الممكنة هي المسافات البيضاء المختلفة.

أما استخدام الجمل المشروطة (if)، فيعتبر أكثر مرونةً. يُستخدم عندما يكون لديك شروط متغيرة أو متنوعة للتحقق منها.

من الناحية النظرية، كلا النهجين صحيح ويعملان بشكل جيد. ولكن الاختلافات تظهر عندما تتعلق بالأداء.

من الناحية الأدائية، يفضل استخدام التبديل والحالة (switch-case) في الحالات التي تتضمن قائمة كبيرة من القيم المتوقعة. هذا يسمح للمترجم بتحسين الأداء بشكل أفضل. ومن المحتمل أن يكون هذا النهج أسرع في بعض الحالات.

أما استخدام الجمل المشروطة (if)، فيكون أكثر كفاءة في حالات التحقق من شروط متغيرة أو معقدة.

مع ذلك، يجب أن تكون الفروق في الأداء ضئيلة بما يكفي بحيث لا تؤثر على تنفيذ برنامجك بشكل كبير، خصوصًا في تطبيقات الحوسبة العادية.

لذا، بالنسبة للمثال الذي قدمته، يمكنك استخدام أيًا من النهجين بنجاح. لكن لأغراض الأداء، قد يكون استخدام التبديل والحالة (switch-case) أفضل إذا كانت لديك قائمة كبيرة من القيم المتوقعة.

بالطبع، دعني أوسع شرحي لك حول الفروقات بين استخدام التبديل والحالة (switch-case) والجمل المشروطة (if) في C++11، بالإضافة إلى تأثير كل منهما على الأداء.

1. تنظيم الكود:

   • استخدام التبديل والحالة (switch-case) يعزز التنظيم بشكل أفضل عندما يكون لديك مجموعة من القيم المتوقعة للمتغير، حيث يمكن تجميع هذه القيم في جزء محدد من الكود.
   • الجمل المشروطة (if) تستخدم عندما يكون لديك شروط متغيرة أو متنوعة، ولا يتم تنظيم الشروط بنفس الطريقة الفعّالة كما في التبديل والحالة.

2. الأداء:

   • التبديل والحالة (switch-case) يمكن أن يكون أسرع في بعض الحالات عندما تتعامل مع قائمة كبيرة من القيم المتوقعة، حيث يمكن للمترجم تحسين الأداء بشكل أفضل.
   • الجمل المشروطة (if) قد تكون أكثر كفاءة في التحقق من شروط متغيرة أو معقدة، ولكنها قد تكون أقل كفاءة في بعض الحالات عندما يكون لديك قائمة كبيرة من الشروط.

3. القراءة والفهم:

   • التبديل والحالة (switch-case) يمكن أن يكون أكثر وضوحًا عندما يكون لديك مجموعة من القيم المتوقعة، حيث يتم تجميع القيم ذات الصلة معًا في جزء محدد من الكود.
   • الجمل المشروطة (if) يمكن أن تكون أكثر تعقيدًا عندما تتعامل مع شروط متغيرة أو متنوعة، وقد يتطلب فهمًا أعمق للكود لفهم الشروط وتأثيرها على تنفيذ البرنامج.

في النهاية، يعتمد الاختيار بين استخدام التبديل والحالة (switch-case) والجمل المشروطة (if) على الحالة الخاصة بالمشروع ومتطلباته. إذا كان لديك قائمة ثابتة من القيم المتوقعة، فقد يكون التبديل والحالة أفضل. وإذا كانت الشروط متغيرة أو معقدة، فقد تكون الجمل المشروطة الخيار الأمثل. لكن يجب أن تكون الفروقات في الأداء ضئيلة بما يكفي بحيث لا تؤثر على أداء البرنامج بشكل كبير.

في عالم لغة البرمجة بايثون، يظهر لنا جانب مثير للاهتمام عندما نتعامل مع الوحدة الجديدة المُضافة إلى اللغة والتي تُدعى “typing”، والتي تأتي مع مفاهيم جديدة تُعرف بالـ Protocols. وفي هذا السياق، يظهر رفض استخدام الدالة isinstance() مع Protocols، وهو ما يثير تساؤلات حول طبيعة هذه الـ Protocols والأسباب التي تجعل استخدام isinstance() معها غير مسموح.

في بداية الأمر، يُدرج الوثائق الخاصة بالوحدة “typing” أنواعًا مثل “SupportsInt” و “SupportsFloat” و “SupportsBytes”، ويمكن أن يتساءل المبرمج عن إمكانية استخدام isinstance() لفحص ما إذا كانت الكائنات تدعم مثلاً __int__() أم لا. ولكن هنا يظهر السلوك المُثير، حيث يُرفض استخدام isinstance() ويُرمى TypeError بمفاده أن “Protocols cannot be used with isinstance()”.

هنا يتنبه المبرمج إلى أن هناك مصطلحًا جديدًا يُطلق عليه اسم “protocol”، وهو مفتاح الفهم لهذا السلوك الغير متوقع. في سياق لغة البرمجة بايثون، يُفهم البروتوكول (Protocol) كمجموعة من السلوكيات أو الطرق التي يجب أن يتبعها كائن ما ليُعتبر متوافقًا مع هذا البروتوكول. ومن الجدير بالذكر أن هذه الفكرة لا تأتي من برمجة الكائنات التقليدية، ولكنها تعزز فكرة “duck typing” أو التحقق من الصفات بدلاً من التحقق من الأنواع.

باختصار، البروتوكول هو عبارة عن تعريف لسلوك معين يجب أن يتبعه الكائن ليكون متوافقًا مع هذا البروتوكول. وعلى ذلك، يعتبر استخدام isinstance() مع Protocols خاطئًا، لأن هذا الأخير ليس كائنًا بل هو مجرد تعريف لسلوك. في المقابل، يُسمح باستخدام issubclass() لفحص ما إذا كان نوع الكائن ينسجم مع البروتوكول أو لا.

في الختام، يظهر أن تفهم البروتوكولات في بايثون يعزز فهمًا أعمق لمبادئ “duck typing” وكيفية تفاعل اللغة مع التصميم الشائع في البرمجة الحديثة.

تُعد فهم Protocols في لغة البرمجة بايثون أمرًا أساسيًا للمبرمجين الذين يرغبون في استفادة من قوة هذه الميزة. Protocols تُضيف طبقة جديدة من التعامل مع الأنواع في بايثون، حيث يتم التحقق من الصفات (behavior) بدلاً من التحقق من الأنواع (types).

1. تعريف Protocols:
   Protocols هي واجهات (interfaces) تحدد السلوك المتوقع لكائن ما دون التحديد الصارم للأنواع. تحتوي Protocols على مجموعة من الطرق (methods) أو الصفات (attributes) التي يجب أن يتبعها الكائن ليكون متوافقًا مع هذا البروتوكول.

2. استخدام isinstance() و issubclass() مع Protocols:

   • isinstance() لا تُستخدم مع Protocols لأن الأخيرة ليست كائنات يمكن فحصها بشكل مباشر.
   • issubclass() تُستخدم لفحص ما إذا كان نوع الكائن يتبع البروتوكول أو لا.

3. طريقة تعريف Protocols:
   يمكن تعريف Protocols باستخدام علامة Protocol في وحدة الـ typing. على سبيل المثال:

   pythonCopy code
   from typing import Protocol
   
   class SupportsInt(Protocol):
       def __int__(self) -> int:
           pass
   

   في هذا المثال، يُعرف SupportsInt كبروتوكول يحتوي على طريقة __int__().

4. فائدة Protocols:

   • تُمكن المبرمجين من تعريف واجهات دون الحاجة إلى تحديد الأنواع بشكل صارم.
   • تعزز فلسفة “duck typing”، حيث يتم تحديد الكائن بناءً على سلوكه بدلاً من نوعه.

5. استخدام Protocols مع متغيرات:
   يمكن استخدام Protocols مع متغيرات لتحديد أنواع الكائنات التي تتوافق مع السلوك المحدد. على سبيل المثال:

   pythonCopy code
   def process_number(value: SupportsInt) -> None:
       result = int(value)  # يتأكد التحليل الضمني من توافق الكائن مع SupportsInt
       # قم بتنفيذ المزيد من العمليات...
   

فهم Protocols يفتح أفقًا جديدًا في فهم لغة البرمجة بايثون، وتقديم هذه الميزة تعكس التزام المجتمع البرمجي بتعزيز المرونة والبساطة في التصميم.