البرمجة بلغة بايثون

متى تستخدم staticmethod و classmethod؟ شرح عملي بالـ Python

صورة
سماح أشرف
اخر تحديث :

في عالم البرمجة الحديث، أصبحت البرمجة كائنية التوجه (Object-Oriented Programming أو OOP) واحدة من أبرز المنهجيات التي تساعد المطورين على بناء برامج معقدة بشكل منظم وفعال. OOP ليست مجرد تقنية، بل فلسفة برمجية تركز على تمثيل العالم الحقيقي من خلال "الكائنات" التي تمتلك خصائص وبيانات وأفعالاً. في لغة Python، التي تدعم OOP بشكل كامل، تبرز أدوات مثل @staticmethod و @classmethod كعناصر أساسية لتعزيز الكفاءة والمرونة في التصميم. هذا المقال يهدف إلى تقديم شرح شامل وجذاب لـ OOP، مع التركيز على هذين الديكوريتورز، ومتى يجب استخدامهما، مدعماً بأمثلة عملية. سنغطي أيضاً الأسئلة الشائعة حول OOP، ونقدم موارد مفيدة باللغة العربية لتعميق الفهم. إذا كنت مبتدئاً أو محترفاً، فإن فهم هذه المفاهيم سيغير طريقتك في البرمجة إلى الأفضل.

البرمجة كائنية التوجه ليست جديدة؛ فقد ظهرت في الستينيات مع لغات مثل Simula، وانتشرت مع C++ وJava. في Python، يتم تنفيذها بطريقة بسيطة وأنيقة، مما يجعلها مثالية للمبتدئين. وفقاً لمصادر موثوقة، يساعد OOP في تقليل التكرار، تسهيل الصيانة، وتعزيز إعادة الاستخدام. سنبدأ بشرح أساسيات OOP، ثم ننتقل إلى التفاصيل العملية.

ما هو معنى برمجة كائنية التوجه (OOP)؟

البرمجة كائنية التوجه هي نموذج برمجي يركز على تنظيم البرنامج حول "الكائنات" بدلاً من الإجراءات أو الدوال المستقلة. في OOP، يُعتبر الكائن وحدة أساسية تجمع بين البيانات (الخصائص) والسلوكيات (الدوال أو الطرق). هذا يسمح بتمثيل المشكلات الواقعية بشكل أقرب إلى الواقع، مثل تمثيل سيارة ككائن يحتوي على خصائص مثل اللون والسرعة، وطرق مثل القيادة أو التوقف.

في Python، يبدأ OOP بتعريف "الصنف" (Class)، الذي هو قالب لإنشاء الكائنات. على سبيل المثال:

python
class Car:
def __init__(self, color, speed):
self.color = color
self.speed = speed
def drive(self):
print(f"The {self.color} car is driving at {self.speed} km/h.")

هنا، Car هو صنف، ويمكن إنشاء كائن منه: my_car = Car("red", 100) ثم my_car.drive(). هذا النهج يجعل البرنامج أكثر تنظيماً وسهولة في التوسع.

ماذا يعني الكائن (Object) في OOP؟

الكائن في OOP هو نسخة حقيقية من الصنف، يحمل بيانات محددة ويستطيع تنفيذ الطرق المعرفة في الصنف. إنه مثل "النسخة الملموسة" من القالب. في المثال السابق، my_car هو كائن يحمل قيمة محددة للخصائص. الكائنات تتفاعل مع بعضها، مما يسمح ببناء أنظمة معقدة. في Python، كل شيء تقريباً هو كائن، حتى الأنواع الأساسية مثل الأعداد والسلاسل، مما يجعل اللغة "كائنية التوجه بالكامل".

شاهد المزيد: أفضل 5 وظائف تقنية IT وكيف تحصل عليها

ما هي أنواع OOP الأربعة؟

غالباً ما يُقصد بـ "أنواع OOP الأربعة" الأركان الأساسية الأربعة للبرمجة كائنية التوجه، وهي:

  • التغليف (Encapsulation): يعني إخفاء التفاصيل الداخلية للكائن وحماية البيانات من الوصول المباشر. في Python، يتم ذلك باستخدام الخصائص الخاصة (مثل _variable) أو الخاصة جداً (__variable). هذا يمنع التعديل غير المتوقع ويحافظ على سلامة البيانات.
  • الوراثة (Inheritance): تسمح لصنف جديد (الصنف الفرعي) بوراثة خصائص وطرق صنف أساسي (الصنف الأب). مثال:
python
class ElectricCar(Car):
def charge(self):
print("Charging the electric car.")

هنا، ElectricCar يرث من Car ويضيف طريقة جديدة.

  • التعددية (Polymorphism): تعني القدرة على استخدام نفس الطريقة بطرق مختلفة حسب الكائن. مثال: إعادة تعريف طريقة في الصنف الفرعي.
  • التجريد (Abstraction): يركز على إخفاء التعقيد وإظهار الواجهة البسيطة فقط. في Python، يتم باستخدام الصنوف المجردة من مكتبة abc.

هذه الأركان تجعل OOP قوياً في حل المشكلات الكبيرة.

ما هي برمجة كائنية التوجه؟

كما ذكرنا، OOP هي طريقة برمجية تركز على الكائنات لتنظيم الشفرة. تختلف عن البرمجة الإجرائية (التي تركز على الدوال) بأنها تجعل البرنامج أكثر مرونة وإعادة استخدام. في Python، تدعم OOP بشكل ممتاز، وتستخدم في مجالات مثل تطوير الويب (Django)، الألعاب (Pygame)، والذكاء الاصطناعي (TensorFlow).

شرح مبسط للفرق بين @classmethod و @staticmethod

في Python، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الطرق في الصنوف:

  • الطرق العادية (Instance Methods): تأخذ self كأول معامل، وتعمل على الكائن المحدد.
  • الطرق الصفية (@classmethod): تأخذ cls كأول معامل (يشير إلى الصنف نفسه)، وتُستخدم للعمليات المتعلقة بالصنف ككل، مثل إنشاء كائنات بديلة. تستدعى عبر الصنف أو الكائن.
  • الطرق الثابتة (@staticmethod): لا تأخذ self أو cls، وتعمل كدالة عادية داخل الصنف، لكنها مرتبطة منطقياً به. تستدعى عبر الصنف أو الكائن، وتُستخدم للدوال المساعدة غير المتعلقة بالبيانات.

الفرق الرئيسي: @classmethod يمكنه الوصول إلى خصائص الصنف وتعديلها، بينما @staticmethod لا يمكنه ذلك؛ هو مجرد دالة مستقلة داخل الصنف.

متى تستخدم @staticmethod و @classmethod؟

استخدام @classmethod:

  • عندما تحتاج إلى طريقة تتعلق بالصنف ككل، مثل مصانع الكائنات (Factory Methods). مثال: إنشاء كائن من بيانات JSON.
python
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
@classmethod
def from_json(cls, json_data):
return cls(json_data['name'], json_data['age'])
person = Person.from_json({'name': 'Ali', 'age': 30})
print(person.name) # Ali

هنا، from_json تستخدم cls لإنشاء كائن جديد. مفيد في الوراثة، حيث يعمل مع الصنوف الفرعية أيضاً.

  • للوصول إلى متغيرات الصنف (Class Variables).

استخدام @staticmethod:

  • عندما تكون الدالة مرتبطة بالصنف منطقياً لكن لا تحتاج إلى البيانات الخاصة بالكائن أو الصنف. مثال: دالة مساعدة لحساب رياضي.
python
class MathUtils:
@staticmethod
def add(x, y):
return x + y
print(MathUtils.add(5, 3)) # 8

هنا، add لا تحتاج إلى self أو cls، لكنها داخل الصنف للتنظيم. تستخدم للدوال النفعية التي لا تغير حالة الصنف.

في المشاريع الكبيرة، يساعد @classmethod في الوراثة والمصانع، بينما @staticmethod في الدوال المستقلة لتجنب التلوث العالمي.

أمثلة على برمجة كائنية التوجه في لغات البرمجة

OOP ليست حكراً على Python. في Java، يُستخدم لتطوير تطبيقات Android، حيث تكون الكائنات مثل Activity. في C++، تستخدم في الألعاب لتمثيل الشخصيات. مثال بسيط في Java:

java
public class Dog {
String name;
public Dog(String name) {
this.name = name;
}
public void bark() {
System.out.println(name + " says woof!");
}
}

مشابه لـ Python، لكن أكثر صرامة. في Python، تكون أكثر مرونة بفضل الديناميكية.

موارد وكتب OOP بالعربية

للتعمق، يمكن تحميل كتب مثل "البرمجة كائنية التوجه OOP" لعبد الباري محمد داود (متوفر كـ PDF مجاناً). كتاب آخر: "المرجع المبسط في البرمجة كائنية التوجه OOP" لأحمد نجم، يشرح المفاهيم بأمثلة بسيطة. هذه الكتب متوفرة على مواقع مثل مكتبة نور وكتب PDF، وتغطي الأساسيات بالعربية لتسهيل الفهم.

الخاتمة

في الختام، البرمجة كائنية التوجه هي أداة قوية تحول البرمجة من مجرد كتابة أوامر إلى بناء عوالم افتراضية منظمة. في Python، يبرز @classmethod للعمليات الصفية مثل المصانع، بينما @staticmethod للدوال المساعدة المستقلة. استخدم @classmethod عند الحاجة إلى الوصول إلى الصنف، و@staticmethod للتنظيم دون تغيير. مع ممارسة هذه المفاهيم، ستجد نفسك تكتب شفرة أنظف وأكثر كفاءة. ابدأ بتجربة الأمثلة، واقرأ الكتب المذكورة لتعزيز معرفتك. OOP ليست نهاية، بل بداية لإبداع برمجي لا حدود له.

شاهد المزيد: أفضل منصات التداول للسوريين في 2024

تعديل المقال
الأقسام
سماح أشرف
بواسطة : سماح أشرف
سماح أشرف كاتبة محتوى محترفة، متخصصة في مراجعات الأجهزة المنزلية والهواتف الذكية، بالإضافة إلى تحرير المواضيع العامة والمحتوى التسويقي. بدأت مسيرتها في مواقع بارزة مثل عرب نيوز وشباب الرياض، وتواصل حاليًا تقديم محتوى مميز عبر منصات متخصصة مثل تكييف برايس وساعة شوب وغيرها. تتميز سماح بأسلوبها الواضح والدقيق، وتهدف دائمًا إلى تقديم محتوى موثوق يُسهم في تثقيف القارئ ومساعدته على اتخاذ قرارات شراء ذكية.

مقالات قد تهمك

تعليقات