الفصل 1: الفصول والأشياء (الجزء 1)

• CS111: لغة البرمجة II

مواضيع

• مقدمة عن الفصول والأشياء
• تعريف الفصل
• إنشاء الأشياء
• معدلات الوصول
• التمويه وإخفاء البيانات
• الدوال المساعدة

في جافا

• كل شيء يجب أن يكون في فصل. لا توجد دوال عالمية أو بيانات عالمية. حتى Main هو فصل.

ما هو الفصل؟

• دعنا نبدأ بمثال:

  • الخصائص:
  • الاسم
  • العمر
  • السلالة
  • الطعام المفضل
  • السلوكيات:
  • إصدار صوت مواء
  • اللعب
  • الغسل
  • الأكل
  • الصيد

• الفصل يُستخدم لوصف شيء في العالم.

• يُوصف غالبًا بأنه نموذج أو وصف عام أو قوالب أو تخطيط لكائن.

• يصف خصائص الكائن (أنواع البيانات / السمات) وسلوكياته (العمليات / الأساليب).

• يُستخدم لإنشاء نماذج (مقتنيات) كائنات.

إنشاء نماذج جديدة من مخطط

• كائنات من الفصل:

  • خصائص:
  • الاسم
  • العمر
  • الطعام المفضل
  • سلوكيات:
  • مواء
  • لعب
  • أكل
  • أمثلة على الكائنات:
  • cat1: "Opal", العمر: 11, الطعام: "مكافآت"
  • cat2: "Misty", العمر: 5, الطعام: "دجاج"
  • cat3: "Tiger", العمر: 15, الطعام: "BlueJ"

• النموذج هو تعريف مجموعة من العناصر، في حين أن الكائن هو حالة معينة من هذا النموذج.

• يمتلك الكائن هوية فريدة وحالة وسلوكيات. الحالة تتكون من مجموعة من حقول البيانات.

البرمجة الكائنية

• البرمجة الكائنية تشتمل على برمجة باستخدام الفصول والكائنات.
• تتضمن تفاعل الكائنات ولا تتطلب ترتيبًا محددًا.

نمذجة الخصائص والسلوكيات (UML)

• UML: لغة النمذجة الموحدة.

• تُستخدم UМL لتوثيق الجوانب المعمارية والسلوكية والهيكلية للنظام.

• توضح مخططات الفصول الكائنات في النظام والعلاقات بينها.

• تتكون مخططات الفصول من مستطيل مقسم إلى ثلاث أجزاء:

  • الجزء العلوي: اسم الفصل
  • الجزء الأوسط: قائمة الخصائص
  • الجزء السفلي: قائمة العمليات (الدوال)

• يُمثل حقل البيانات بالصيغة: dataFieldName: dataFieldType.

• يُمثل المُنشئ بالصيغة: ClassName(parameterName: parameterType).

• تُعتبر الدالة بالصيغة: methodName(parameterName: parameterType): returnType.

علامات لمعدلات الوصول مدعومة في UML

• + العامة
• # المحمية
• - الخاصة
• ~ الحزمة

كيفية تعريف فصل

• تصميم الكائنات
• إعلان وإنشاء الكائنات

التعريف

• لإنشاء فصل، استخدم الكلمة الرئيسية class.
• تختلف فئة Cat عن باقي الفصول لأنها لا تحتوي على دالة main ولا يمكن تشغيلها.
• الفصل الذي يحتوي على دالة main سيكون في فصل آخر.

الإعلان عن الكائنات وإنشاؤها

• يجب تعريف الفصل قبل أن تتمكن من إعلان الكائن.
• اسم الكائن يختلف عن اسم الفصل.

الوصول إلى بيانات الكائن وطرقها

• بعد إنشاء كائن، يتم الوصول إلى بياناته وطرقه باستخدام عامل النقطة (.).
  • للرجوع إلى بيانات الكائن: objectRefVar.data (مثل: Cat1.name)
  • لاستدعاء دالة الكائن: objectRefVar.methodName(arguments) (مثل: Cat1.play()).

الشيفرة التتبعية

• مثال: إعلان Cat1
  • Cat Cat1 = new Cat();
  • Cat1 لا يحتوي على قيمة.

مثال: فئة الزبون

• الخصائص والسلوكيات:
  • الخصائص:
  • الاسم
  • العنوان
  • العمر
  • رقم الطلب
  • رقم الزبون
  • السلوكيات:
  • التسوق
  • تعيين العنوان
  • إضافة عنصر إلى العربة
  • طلب الخصم
  • عرض تفاصيل الزبون

فئة الزبون

• الإعلان:
  • public class Customer {
  • String name = "Junior Duke";
  • String address;
  • int orderNum;
  • int age;
  • public void displayCustomer() {…}
  • }**

القيم الافتراضية للحقول

• إذا لم يتم تهيئة الحقول، فإنها تأخذ قيمة افتراضية.
• تقدم جافا القيم الافتراضية التالية:
  • النوع: boolean القيمة الافتراضية: false
  • byte, short, int, long القيمة الافتراضية: 0
  • float, double القيمة الافتراضية: 0.0
  • char القيمة الافتراضية: '\u0000'
  • النوع المرجعي القيمة الافتراضية: null

المنشئات

• يُعتبر المنشيء دالة خاصة.
• هدفه هو "إنشاء" كائن من خلال ضبط القيم الأولية.
• يتم استدعاء منشئ الكائن مرة واحدة أثناء إنشاء الكائن.
• يتم استدعاؤه باستخدام الكلمة الجديدة.

المنشئات الافتراضية

• جافا توفر منشئًا تلقائيًا لكل فصل.
• يُعرف بالمنشئ الافتراضي وهو يعتبر منشئًا بدون حجج.

كتابة منشئ

• يمكنك استبدال المنشئ الافتراضي بمنشئ كتبته بنفسك.
• إذا قمت بإعلان أي منشئات لفصل، فلن تنشئ مدمجة جافا منشئًا افتراضيًا لهذا الفصل.
• تُكتب المنشئات مثل أي دالة أخرى، ولكن:
  • ليس لديهم نوع عائد (ولا حتى void).
  • سُميت بنفس اسم الفصل.

استخدام معلمات بنفس اسم الحقول

• في بعض الأحيان، تكون المعلمة تحمل نفس اسم الحقل.
• تستخدم المعلمة داخل المنشئ أو الدالة، وليس الحقل.
• المتغيرات ضمن النطاق الأكثر حصرية تأخذ الأولوية.

استخدام الكلمة this

• استخدم this للإشارة إلى حقل الكائن الحالي (الكائن الذي ينفذ المنشئ أو الدالة).
• يوفر this الوصول إلى حقول الكائن وطرقه.

تحميل المنشئات

• يمكنك كتابة أكثر من منشئ في فصل.
• يُعرف هذا بتحميل المنشئين ويُمكن أن يحتوي الفصل على عدد غير محدود من المنشئين.

فرق بين المتغيرات من الأنواع الأولية وأنواع الكائنات

• النوع الأولي: int i = 1; (يخزن i القيمة 1).
• نوع الكائن: Circle c; (c هو مرجع يتم إنشاؤه باستخدام new Circle()).

تأثيرات البيانات الخاصة

• لا يمكن الوصول إلى الحقول الخاصة خارج فئة Cat.
  • يستخدم دوال الحصول والتعديل كحل.

دوال الحصول

• تُعرف دوال الحصول أيضًا بالمستفيدين.
• عادةً ما تكون دوال الحصول عامة وتقبل لا معلمات.
• تُعيد القيمة لمتغير معين.

دوال التعديل

• تُعرف دوال التعديل أيضًا بالمرتبين.
• عادةً ما تكون دوال التعديل عامة وتقبل معلمات.

دراسة حالة

• أنشئ فئة تسمى Book بناءً على رسم UML.
• قم بإعلان جميع السمات باستخدام معدلات الوصول الموضحة في رسم UML.
• تنفيذ دوال الحصول والتعديل والطرق الأخرى.

نهاية الجزء 1

• يُطلب من الطلاب الرجوع إلى كتاب "مقدمة في برمجة جافا، النسخة الشاملة" للكاتب Y. Daniel Liang، الفصل 9: الكائنات والفصول للتعلم وحل التمارين.