آموزش جاوا اسکریپت پیشرفته : برنامه‌نویسی شیءگرا

برنامه‌نویسی شیءگرا (OOP) یک الگوی برنامه‌نویسی است که برای بسیاری از زبان‌های برنامه‌نویسی، از جمله جاوا و C پلاس پلاس، اساسی است. در این مقاله، مروری بر مفاهیم اساسی OOP ارائه خواهیم داد. سه مفهوم اصلی را شرح خواهیم داد: کلاس‌ها و نمونه‌ها، وراثت و کپسوله‌سازی. فعلاً، این مفاهیم را بدون اشاره به جاوا اسکریپت به طور خاص شرح خواهیم داد، بنابراین تمام مثال‌ها در شبه‌کد ارائه شده‌اند. به طور دقیق، ویژگی‌های شرح داده شده در اینجا مربوط به سبک خاصی از OOP به نام OOP مبتنی بر کلاس یا "کلاسیک" هستند. وقتی مردم در مورد OOP صحبت می‌کنند، معمولاً منظورشان این نوع است. پس از آن، در جاوا اسکریپت، به چگونگی ارتباط سازنده‌ها و زنجیره نمونه اولیه با این مفاهیم OOP و تفاوت آنها خواهیم پرداخت. در مقاله بعدی، به برخی از ویژگی‌های اضافی جاوا اسکریپت که پیاده‌سازی برنامه‌های شی‌گرا را آسان‌تر می‌کنند، خواهیم پرداخت.

برنامه‌نویسی شیءگرا در مورد مدل‌سازی یک سیستم به عنوان مجموعه‌ای از اشیاء است که در آن هر شیء نمایانگر جنبه خاصی از سیستم است. اشیاء شامل توابع (یا متدها) و داده‌ها هستند. یک شیء یک رابط عمومی برای کد دیگری که می‌خواهد از آن استفاده کند فراهم می‌کند، اما حالت خصوصی و داخلی خود را حفظ می‌کند. سایر بخش‌های سیستم نیازی به توجه به آنچه درون شیء می‌گذرد، ندارند.

کلاس‌ها و نمونه‌ها

وقتی ما یک مسئله را بر اساس اشیاء در OOP مدل‌سازی می‌کنیم، تعاریف انتزاعی ایجاد می‌کنیم که نشان‌دهنده انواع اشیاء مورد نظر ما در سیستم ما هستند. به عنوان مثال، اگر ما یک مدرسه را مدل‌سازی می‌کردیم، ممکن است بخواهیم اشیاء نمایانگر اساتید داشته باشیم. هر استاد دارای برخی ویژگی‌های مشترک است: همه آنها یک نام و یک موضوع دارند که تدریس می‌کنند. علاوه بر این، هر استاد می‌تواند کارهای خاصی انجام دهد: به عنوان مثال، همه آنها می‌توانند یک مقاله را تصحیح کنند و می‌توانند خود را در ابتدای سال به دانشجویان خود معرفی کنند. بنابراین، استاد می‌تواند یک کلاس در سیستم ما باشد. تعریف کلاس، داده‌ها و روش‌هایی را که هر استاد دارد، فهرست می‌کند. در شبه‌کد، یک کلاس استاد می‌تواند به این صورت نوشته شود:

این یک کلاس استاد را با موارد زیر تعریف می‌کند: دو ویژگی داده: name و teachs دو متد: برای نمره‌دهی به یک مقاله و برای معرفی خودشان. یک کلاس به خودی خود هیچ کاری انجام نمی‌دهد: این نوعی الگو برای ایجاد اشیاء عینی از آن نوع است. هر استاد عینی که ایجاد می‌کنیم، نمونه‌ای از کلاس استاد نامیده می‌شود. فرآیند ایجاد یک نمونه توسط یک تابع خاص به نام سازنده انجام می‌شود. ما مقادیری را برای هر حالت داخلی که می‌خواهیم در نمونه جدید مقداردهی اولیه کنیم، به سازنده ارسال می‌کنیم. به طور کلی، سازنده به عنوان بخشی از تعریف کلاس نوشته می‌شود و معمولاً نامی مشابه خود کلاس دارد:

در این مقاله، برخی از ویژگی‌های اساسی برنامه‌نویسی شیءگرا مبتنی بر کلاس را که در زبان‌هایی مانند جاوا و ++C پیاده‌سازی شده‌اند، شرح داده‌ایم. در دو مقاله قبلی، به چند ویژگی اصلی جاوا اسکریپت نگاهی انداختیم: سازنده‌ها و نمونه‌های اولیه. این ویژگی‌ها مطمئناً با برخی از مفاهیم OOP که در بالا توضیح داده شد، ارتباط دارند. سازنده‌ها در جاوا اسکریپت چیزی شبیه به تعریف کلاس را در اختیار ما قرار می‌دهند که ما را قادر می‌سازد "شکل" یک شیء، از جمله هر متدی که در آن وجود دارد، را در یک مکان واحد تعریف کنیم. اما نمونه‌های اولیه را می‌توان در اینجا نیز استفاده کرد. به عنوان مثال، اگر یک متد روی ویژگی نمونه اولیه یک سازنده تعریف شود، تمام اشیاء ایجاد شده با استفاده از آن سازنده، آن متد را از طریق نمونه اولیه خود دریافت می‌کنند و نیازی به تعریف آن در سازنده نداریم. به نظر می‌رسد زنجیره نمونه اولیه یک روش طبیعی برای پیاده‌سازی وراثت است. به عنوان مثال، اگر بتوانیم یک شیء Student داشته باشیم که نمونه اولیه آن Person باشد، می‌تواند name را به ارث ببرد و تابع را لغو کند. اما درک تفاوت‌های بین این ویژگی‌ها و مفاهیم OOP "کلاسیک" که در بالا توضیح داده شد، ارزشمند است. ما در اینجا به چند مورد از آنها اشاره خواهیم کرد. اول، در برنامه‌نویسی شیءگرا مبتنی بر کلاس، کلاس‌ها و اشیاء دو ساختار جداگانه هستند و اشیاء همیشه به عنوان نمونه‌هایی از کلاس‌ها ایجاد می‌شوند. همچنین، بین ویژگی مورد استفاده برای تعریف یک کلاس (خود سینتکس کلاس) و ویژگی مورد استفاده برای نمونه‌سازی یک شیء (یک سازنده) تمایز وجود دارد. در جاوا اسکریپت، ما می‌توانیم و اغلب اشیاء را بدون هیچ تعریف کلاس جداگانه‌ای، چه با استفاده از یک تابع و چه با استفاده از یک شیء به صورت تحت‌اللفظی، ایجاد می‌کنیم. این می‌تواند کار با اشیاء را بسیار سبک‌تر از آنچه در برنامه‌نویسی شیءگرای کلاسیک است، کند. دوم، اگرچه یک زنجیره نمونه اولیه شبیه یک سلسله مراتب ارث‌بری به نظر می‌رسد و از برخی جهات مانند آن رفتار می‌کند، اما از جهات دیگر متفاوت است. هنگامی که یک زیرکلاس نمونه‌سازی می‌شود، یک شیء واحد ایجاد می‌شود که ویژگی‌های تعریف شده در زیرکلاس را با ویژگی‌های تعریف شده در سلسله مراتب بالاتر ترکیب می‌کند. با نمونه‌سازی اولیه، هر سطح از سلسله مراتب توسط یک شیء جداگانه نمایش داده می‌شود و آنها از طریق ویژگی به یکدیگر مرتبط می‌شوند. رفتار زنجیره نمونه اولیه کمتر شبیه ارث‌بری و بیشتر شبیه واگذاری اختیار است. نمایندگی یک الگوی برنامه‌نویسی است که در آن، وقتی از یک شیء خواسته می‌شود کاری را انجام دهد، می‌تواند خود آن کار را انجام دهد یا از شیء دیگری (نماینده‌اش) بخواهد که آن کار را از طرف او انجام دهد. از بسیاری جهات، نمایندگی روشی انعطاف‌پذیرتر برای ترکیب اشیاء نسبت به وراثت است (به عنوان مثال، می‌توان نماینده را در زمان اجرا تغییر داد یا به طور کامل جایگزین کرد). با این اوصاف، می‌توان از سازنده‌ها و نمونه‌های اولیه برای پیاده‌سازی الگوهای شیءگرایی مبتنی بر کلاس در جاوا اسکریپت استفاده کرد. اما استفاده مستقیم از آنها برای پیاده‌سازی ویژگی‌هایی مانند وراثت دشوار است، بنابراین جاوا اسکریپت ویژگی‌های اضافی را ارائه می‌دهد که بر روی مدل نمونه اولیه لایه‌بندی شده‌اند و مستقیماً به مفاهیم شیءگرایی مبتنی بر کلاس نگاشت می‌شوند. این ویژگی‌های اضافی موضوع مقاله بعدی هستند.