مطالب
روش استفاده از لوسین 4.8 در دات‌نت

مطالب پیشین مرتبط با لوسین را در اینجا می‌توانید پیگیری کنید. آخرین نگارش آن که تا این تاریخ، 4.8 بتا است، با ‌دات‌نت(Core) سازگار است و روش برپایی آغازین آن ... تغییرات قابل توجهی داشته‌است که خلاصه‌ی آن‌ها را در این مطلب بررسی خواهیم کرد.

1) بسته‌های جدید مورد نیاز

برای کار با لوسین جدید، نیاز است حداقل سه‌بسته‌ی زیر را نصب کنیم تا به امکانات پایه‌ای و کوئری گیری‌های پیشرفته‌ی آن دسترسی داشته باشیم:

<PackageReference Include="Lucene.Net" Version="4.8.0-beta00016"/>
<PackageReference Include="Lucene.Net.Analysis.Common" Version="4.8.0-beta00016"/>
<PackageReference Include="Lucene.Net.QueryParser" Version="4.8.0-beta00016"/>

2) تهیه نگاشت‌های لازم

فرض کنید شیء اصلی ما چنین ساختاری را دارد:

public class WhatsNewItemModel
{
    public required int Id { set; get; }

    public required string OriginalTitle { set; get; }
}

مرحله‌ی بعد کار با لوسین، تبدیل اشیاء سفارشی خود به شیء Document لوسین و برعکس است. به همین جهت به دو مپر برای این کارها نیاز است:

الف) نگاشت‌گر یک شیء سفارشی، به شیء Document

public static class LuceneDocumentMapper
{
    public static Document MapToLuceneDocument(this WhatsNewItemModel post)
    {
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(post);

        return
        [
            new TextField(nameof(WhatsNewItemModel.OriginalTitle), post.OriginalTitle, Field.Store.YES),

            // Document StringField instances are sort of keywords, they are not analyzed, they indexed as is (in its original case).
            new StringField(nameof(WhatsNewItemModel.Id), post.Id.ToString(CultureInfo.InvariantCulture),
                Field.Store.YES),
        ];
    }
}

در اینجا یک متدالحاقی را تهیه کرده‌ایم تا شیءای از نوع WhatsNewItemModel ما را به یک شیء Document لوسین، تبدیل کند.

چند نکته در اینجا حائز اهمیت هستند:

- در نگارش جدید لوسین، با اشیاء TextField و StringField جدید سروکار داریم و شیء قدیمی Field نگارش‌های قبلی لوسین، منسوخ شده درنظر گرفته می‌شود.

- زمانی از شیء TextField استفاده می‌کنیم که قرار است توسط لوسین، تحلیل شده و در جستجوهای پیچیده استفاده شود.

- اگر فقط قرار است، مقداری را در این ایندکس ذخیره کنیم و قصد تحلیل آن‌ها را نداریم و حداکثر یک کوئری ساده‌ی یافتن اصل آن‌ها، مدنظر ما است، باید از اشیاء StringField برای معرفی و نگاشت آن‌ها استفاده کنیم (شبیه به کار با واژه‌های کلیدی).

- پرچم Field.Store.YES به این معنا است که اصل محتوای تحلیل شده نیز در ایندکس لوسین، درج شود. اگر این پرچم را به NO تنظیم کنیم، فقط تحلیل آن صورت گرفته و نتیجه‌ی آن ذخیره می‌شود، که برای جستجوها مفید است؛ اما مقدار این فیلد دیگر قابل بازیابی نخواهد بود.

ب) نگاشت‌گر یک شیء Document لوسین، به یک شیء سفارشی

در زمان کوئری گرفتن از لوسین، خروجی نهایی یک شیء Document آن است که باید به شیء سفارشی مدنظر ما نگاشت شود:

public static class LuceneDocumentMapper
{
    public static LuceneSearchResult MapToLuceneSearchResult(this Document document)
    {
        ArgumentNullException.ThrowIfNull(document);

        return new LuceneSearchResult
        {
            Id = document.Get(nameof(WhatsNewItemModel.Id), CultureInfo.InvariantCulture).ToInt(),
            OriginalTitle = document.Get(nameof(WhatsNewItemModel.OriginalTitle), CultureInfo.InvariantCulture)
        };
    }
}

نمونه‌ای از این نگاشت را در متد الحاقی فوق مشاهده می‌کنید که توسط متد Get شیء Document قابل انجام است. بدیهی است خروجی این متد، یک رشته‌است و در صورت نیاز باید توسط ما کار تبدیلات ثانویه آن‌ها انجام شود.

3) نیاز به یک تحلیل‌گر مناسب

لوسین برای تولید ایندکس‌های جستجوی تمام متنی خود، از یک سری Analyzer استفاده می‌کنید که اگر سری پیشین مطالب مرتبط را مطالعه کنید، به نمونه‌ی StandardAnalyzer آن خواهید رسید که هنوز هم معتبر و قابل استفاده‌است و یا می‌توان همانند سایت جاری، از یک LowerCaseHtmlStripAnalyzer استفاده کرد که این کارها را همزمان انجام می‌دهد:

الف) از یک لیست PersianStopwords.List برای حذف واژه‌های کم اهمیت زبان فارسی استفاده می‌کند. برای مثال ما نمی‌خواهیم که واژه‌ی «ما» را با اهمیت شمرده و ایندکس کند و امثال آن.

ب) LowerCaseFilter را به متون دریافتی اعمال می‌کند. این کار در پشت صحنه‌ی StandardAnalyzer توکار لوسین هم اعمال می‌شود. اگر با این موضوع آشنا نباشید، ممکن است در حین کوئری گرفتن، به نتیجه‌ای نرسید! چون متن ارسالی به لوسین را ابتدا باید lower-case کنید و سپس آن‌را کوئری بگیرید.

ج) HTMLStripCharFilter توکار لوسین هم به آن اعمال شده‌است. از این جهت که متن مقالات ما به همراه تگ‌های HTML ای هم هستند. این فیلتر کار حذف کردن آن‌ها را در حین تحلیل، انجام می‌دهد و دیگر نیازی نیست تا ما خودمان متن ارسالی به لوسین را تمیز کنیم.

نکته‌ی مهم: این تحلیل‌گر ویژه، فقط باید به فیلدهایی از نوع TextField اعمال شود. اگر آن‌را به StringField ها اعمال کنیم، دیگر قادر به کوئری گرفتن از آن‌ها نخواهیم بود! چون تحلیل‌گر StringFieldها باید از نوع توکار KeywordAnalyzer ثبت و معرفی شود. این نوع فیلدها، حالت واژه‌های کلیدی را دارند (به همان صورتی که هست ثبت می‌شوند) و قرارنیست که توسط لوسین تحلیل ویژه‌ای شوند. به همین جهت برای رسیدن به یک تحلیل‌گر ترکیبی که بتواند این دو نوع فیلد را با هم پوشش دهد و کار معرفی چندین نوع تحلیل‌گر را یکجا انجام دهد، نیاز به یک PerFieldAnalyzerWrapper جدید داریم:

_keywordAnalyzer = new KeywordAnalyzer();

        _lowerCaseHtmlStripAnalyzer = new LowerCaseHtmlStripAnalyzer(LuceneVersion);

        _analyzer = new PerFieldAnalyzerWrapper(_lowerCaseHtmlStripAnalyzer, new Dictionary<string, Analyzer>
        {
            {
                nameof(WhatsNewItemModel.Id), _keywordAnalyzer
            }
        });

PerFieldAnalyzerWrapper در حقیقت برای تمام فیلدهایی که در قسمت دیکشنری فوق، ذکر نشده‌اند، از LowerCaseHtmlStripAnalyzer استفاده می‌کند. برای مابقی موارد از KeywordAnalyzer کمک خواهد گرفت.

4) روش صحیح راه اندازی reader و writer های ایندکس لوسین جدید

کار با لوسین به حدی سریع است که از کیفیت آن شگفت زده خواهید شد! اما ... به‌شرطی که بدانید دقیقا به چه صورتی باید نویسنده و خواننده‌ی ایندکس‌های آن‌را مدیریت کنید. اکثر مثال‌هایی را که بر روی اینترنت پیدا می‌کنید، به همراه متدهایی هستند که مدام در حال گشودن و dispose این نویسنده‌ها و خواننده‌های ایندکس هستند که ... این مثال‌ها، روش کار صحیح با لوسین نیستند! و به شدت آن‌‌را کند می‌کنند.

نکته‌ی مهمی که این مثال‌ها به آن توجهی نکرده‌اند، «thread-safe» بودن نویسنده و خواننده‌ی ایندکس لوسین است. یعنی می‌توان یک نمونه از این‌ها را در ابتدای کار برنامه ایجاد کرد و تا آخر کار برنامه، بدون نیاز به نمونه سازی مجدد و باز و بسته کردن آن‌ها، بارها مورد استفاده‌ی مجدد قرار داد و هیچ تداخلی هم ندارند و از قسمت‌های مختلف برنامه هم قابل دسترسی هستند.

به همین جهت باید یک سرویس مرکزی را برای اینکار تدارک دید که طول عمر آن، حتما Singleton باشد تا بتواند نویسنده و خواننده‌ی ایندکس لوسین را فقط یکبار نمونه سازی و ایجاد کرده و تا پایان کار برنامه، زنده نگه دارد (کدهای کامل این کلاس را در اینجا می‌توانید مطالعه کنید):

public class FullTextSearchService : IFullTextSearchService
{
    private const LuceneVersion LuceneVersion = Lucene.Net.Util.LuceneVersion.LUCENE_48;
    private readonly Analyzer _analyzer;

    private readonly IAppFoldersService _appFoldersService;
    private readonly FSDirectory _fsDirectory;

    //  IndexWriter instances are completely thread safe, meaning multiple threads can call any of its methods, concurrently.
    private readonly IndexWriter _indexWriter;

    private readonly KeywordAnalyzer _keywordAnalyzer;
    private readonly ILogger<FullTextSearchService> _logger;
    private readonly LowerCaseHtmlStripAnalyzer _lowerCaseHtmlStripAnalyzer;

    // Safely shares IndexSearcher instances across multiple threads, while periodically reopening.
    private readonly SearcherManager _searcherManager;

    private bool _isDisposed;

    public FullTextSearchService(IAppFoldersService appFoldersService, ILogger<FullTextSearchService> logger)
    {
        _appFoldersService = appFoldersService ?? throw new ArgumentNullException(nameof(appFoldersService));
        _logger = logger;

        _keywordAnalyzer = new KeywordAnalyzer();

        _lowerCaseHtmlStripAnalyzer = new LowerCaseHtmlStripAnalyzer(LuceneVersion);

        _analyzer = new PerFieldAnalyzerWrapper(_lowerCaseHtmlStripAnalyzer, new Dictionary<string, Analyzer>
        {
            // Document StringField instances are sort of keywords, they are not analyzed, they indexed as is (in its original case).
            // But StandardAnalyzer applies lower case filter to a query.
            // We can fix this by using KeywordAnalyzer with our query parser.
            {
                nameof(WhatsNewItemModel.Id), _keywordAnalyzer
            },
            {
                nameof(WhatsNewItemModel.DocumentTypeIdHash), _keywordAnalyzer
            },
            {
                nameof(WhatsNewItemModel.DocumentContentHash), _keywordAnalyzer
            }
        });

        _fsDirectory = FSDirectory.Open(_appFoldersService.LuceneIndexFolderPath);

        _indexWriter = new IndexWriter(_fsDirectory, new IndexWriterConfig(LuceneVersion, _analyzer));
        _searcherManager = new SearcherManager(_indexWriter, applyAllDeletes: true, searcherFactory: null);
    }

این سرویس، یک سرویس Singleton است که نحوه‌ی آغاز و شروع به کار با اشیاء لوسین را در سازنده‌ی آن مشاهده می‌کنید.

توضیحات:

الف) در اینجا، روش نمونه سازی PerFieldAnalyzerWrapper را که پیشتر در مورد آن بحث شد، مشاهده می‌کنید.

ب) سپس یک IndexWriter، نمونه سازی می‌شود که از تحلیل‌گر ترکیبی ما استفاده می‌کند.

ج) در ادامه یک SearcherManager جدید را مشاهده می‌کنید که با IndexWriter برنامه هماهنگ است و هر زمانیکه سندی به لوسین اضافه می‌شود، قادر به کوئری گرفتن از آن هم خواهیم بود.

نکته‌ی مهم: طول عمر تمام این موارد، با طول عمر کلاس سرویس جاری، یکی است. یعنی تنها یکبار در طول عمر برنامه نمونه سازی شده و تا پایان کار آن، زنده نگه داشته می‌شوند.

5) روش افزودن یک سند به ایندکس لوسین و سپس به روز رسانی آن

اکنون با استفاده از نگاشت‌گرهایی که در ابتدای بحث تهیه کردیم و همچنین شیء IndexWriter فوق، به صورت زیر می‌توان یک شیء سفارشی خود را به ایندکس لوسین اضافه کنیم:

_indexWriter.AddDocument(post.MapToLuceneDocument());
_indexWriter.Flush(triggerMerge: true, applyAllDeletes: true);
_indexWriter.Commit();

و یا اگر خواستیم سند موجودی را به روز کنیم، روش کار به شکل زیر است:

_indexWriter.UpdateDocument(new Term(nameof(WhatsNewItemModel.Id), post.Id.ToString()),
                post.MapToLuceneDocument());

new Term، در حقیقت یک کوئری جدید را سبب می‌شود که توسط آن سندی یافت شده، در پشت صحنه حذف می‌شود و سپس سند جدیدی بجای آن درج خواهد شد. در اینجا باید دقت داشت که چون Id ثبت شده از نوع StringField است، نباید حالت lower-case آن‌را جستجو کرد و باید دقیقا به همان نحوی که ثبت شده، جستجو شود.

6) روش کار با searcherManager جدید لوسین

همانطور که عنوان شد، لوسین جدید به همراه یک searcherManager هم هست که کار آن، ارائه‌ی thread-safe دسترسی به خواننده‌ی ایندکس‌ لوسین است. نحوه‌ی عمومی کار با آن را در ادامه مشاهده می‌کنید:

private TResult DoSearch<TResult>(Func<IndexSearcher, TResult> action, TResult defaultValue)
    {
        _searcherManager.MaybeRefreshBlocking();
        var indexSearcher = _searcherManager.Acquire();

        try
        {
            return action(indexSearcher);
        }
        catch (FileNotFoundException)
        {
            // It's not indexed yet.
            return defaultValue;
        }
        finally
        {
            _searcherManager.Release(indexSearcher);
        }
    }

با استفاده از searcherManager، در طول مدت زمان کوتاهی، بر روی ایندکس قفل‌گذاری شده و یک indexSearcher امن، در اختیار متدهای استفاده کننده‌ی از آن قرار می‌گیرند و در پایان کار، این قفل رها می‌شود.

برای مثال یک نمونه روش استفاده از این indexSearcher امن، به صورت زیر است:

public int GetNumberOfDocuments() => DoSearch(indexSearcher => indexSearcher.IndexReader.NumDocs, defaultValue: 0);

مابقی مثال‌های آن‌را می‌توانید در کلاس FullTextSearchService مشاهده کنید که به همراه یافتن «مطالب مشابه»، جستجوهای صفحه بندی شده، جستجوهای مرتب شده‌ی بر اساس یک فیلد، امکان دسترسی به تمام اسناد ذخیره شده‌ی در ایندکس لوسین و امثال آن است که کلیات آن با قبل تفاوتی نکرده‌است و مطالب و نکات آن‌را پیشتر در مقالات سری لوسین بررسی کرده‌ایم. تنها تفاوت مهمی که در اینجا وجود دارد، نحوه‌ی برپایی و راه اندازی تحلیل‌گر، خواننده و نویسنده‌ی ایندکس آن است که در این مطلب بررسی شدند؛ وگرنه کلیات جستجوی پیشرفته‌ی آن، مانند قبل است و تفاوت خاصی نکرده‌است.

مطالب
فیلدهای پویا در NHibernate

یکی از قابلیت‌های جالب NHibernate امکان تعریف فیلدها به صورت پویا هستند. به این معنا که زیرساخت طراحی یک برنامه "فرم ساز" هم اکنون در اختیار شما است! سیستمی که امکان افزودن فیلدهای سفارشی را دارا است که توسط برنامه نویس در زمان طراحی اولیه آن ایجاد نشده‌اند. در ادامه نحوه‌ی تعریف و استفاده از این قابلیت را توسط Fluent NHibernate بررسی خواهیم کرد.

در اینجا کلاسی که قرار است توانایی افزودن فیلدهای سفارشی را داشته باشد به صورت زیر تعریف می‌شود:
using System.Collections;

namespace TestModel
{
public class DynamicEntity
{
public virtual int Id { get; set; }
public virtual IDictionary Attributes { set; get; }
}
}

Attributes در عمل همان فیلدهای سفارشی مورد نظر خواهند بود. جهت معرفی صحیح این قابلیت نیاز است تا نگاشت آن‌را از نوع dynamic component تعریف کنیم:
using FluentNHibernate.Automapping;
using FluentNHibernate.Automapping.Alterations;

namespace TestModel
{
public class DynamicEntityMapping : IAutoMappingOverride<DynamicEntity>
{
public void Override(AutoMapping<DynamicEntity> mapping)
{
mapping.Table("tblDynamicEntity");
mapping.Id(x => x.Id);
mapping.IgnoreProperty(x => x.Attributes);
mapping.DynamicComponent(x => x.Attributes,
c =>
{
c.Map(x => (string)x["field1"]);
c.Map(x => (string)x["field2"]).Length(300);
c.Map(x => (int)x["field3"]);
c.Map(x => (double)x["field4"]);
});
}
}
}
و مهم‌ترین نکته‌ی این بحث هم همین نگاشت فوق است.
ابتدا از IgnoreProperty جهت ندید گرفتن Attributes استفاده کردیم. زیرا درغیراینصورت در حالت Auto mapping ، یک رابطه چند به یک به علت وجود IDictionary به صورت خودکار ایجاد خواهد شد که نیازی به آن نیست (یافتن این نکته نصف روز کار برد ....! چون مرتبا خطای An association from the table DynamicEntity refers to an unmapped class: System.Collections.Idictionary ظاهر می‌شد و مشخص نبود که مشکل از کجاست).
سپس Attributes به عنوان یک DynamicComponent معرفی شده است. در اینجا چهار فیلد سفارشی را اضافه کرده‌ایم. به این معنا که اگر نیاز باشد تا فیلد سفارشی دیگری به سیستم اضافه شود باید یکبار Session factory ساخته شود و SchemaUpdate فراخوانی گردد و خوشبختانه با وجود Fluent NHibernate ، تمام این تغییرات در کدهای برنامه قابل انجام است (بدون نیاز به سر و کار داشتن با فایل‌های XML نگاشت‌ها و ویرایش دستی آن‌ها). از تغییر نام جدول که برای مثال در اینجا tblDynamicEntity در نظر گرفته شده تا افزودن فیلدهای دیگر در قسمت DynamicComponent فوق.
همچنین باتوجه به اینکه این نوع تغییرات (ساخت دوبار سشن فکتوری) مواردی نیستند که قرار باشد هر ساعت انجام شوند، بنابراین سربار آنچنانی را به سیستم تحمیل نمی‌کنند.
   drop table tblDynamicEntity

create table tblDynamicEntity (
Id INT IDENTITY NOT NULL,
field1 NVARCHAR(255) null,
field2 NVARCHAR(300) null,
field3 INT null,
field4 FLOAT null,
primary key (Id)
)

اگر با SchemaExport، اسکریپت خروجی معادل با نگاشت فوق را تهیه کنیم به جدول فوق خواهیم رسید. نوع و طول این فیلدهای سفارشی بر اساس نوعی که برای اشیاء دیکشنری مشخص می‌کنید، تعیین خواهند شد.

چند مثال جهت کار با این فیلدهای سفارشی یا پویا :

نحوه‌ی افزودن رکوردهای جدید بر اساس خاصیت‌های سفارشی:
//insert
object savedId = 0;
using (var session = sessionFactory.OpenSession())
{
using (var tx = session.BeginTransaction())
{
var obj = new DynamicEntity();
obj.Attributes = new Hashtable();
obj.Attributes["field1"] = "test1";
obj.Attributes["field2"] = "test2";
obj.Attributes["field3"] = 1;
obj.Attributes["field4"] = 1.1;

savedId = session.Save(obj);
tx.Commit();
}
}

با خروجی
INSERT
INTO
tblDynamicEntity
(field1, field2, field3, field4)
VALUES
(@p0, @p1, @p2, @p3);
@p0 = 'test1' [Type: String (0)], @p1 = 'test2' [Type: String (0)], @p2 = 1
[Type: Int32 (0)], @p3 = 1.1 [Type: Double (0)]

نحوه‌ی کوئری گرفتن از این اطلاعات (فعلا پایدارترین روشی را که برای آن یافته‌ام استفاده از HQL می‌باشد ...):
//query
using (var session = sessionFactory.OpenSession())
{
using (var tx = session.BeginTransaction())
{
//using HQL
var list = session
.CreateQuery("from DynamicEntity d where d.Attributes.field1=:p0")
.SetString("p0", "test1")
.List<DynamicEntity>();

if (list != null && list.Any())
{
Console.WriteLine(list[0].Attributes["field2"]);
}
tx.Commit();
}
}
با خروجی:
    select
dynamicent0_.Id as Id1_,
dynamicent0_.field1 as field2_1_,
dynamicent0_.field2 as field3_1_,
dynamicent0_.field3 as field4_1_,
dynamicent0_.field4 as field5_1_
from
tblDynamicEntity dynamicent0_
where
dynamicent0_.field1=@p0;
@p0 = 'test1' [Type: String (0)]

استفاده از HQL هم یک مزیت مهم دارد: چون به صورت رشته قابل تعریف است، به سادگی می‌توان آن‌را داخل دیتابیس ذخیره کرد. برای مثال یک سیستم گزارش ساز پویا هم در این کنار طراحی کرد ....

نحوه‌ی به روز رسانی و حذف اطلاعات بر اساس فیلدهای پویا:
//update
using (var session = sessionFactory.OpenSession())
{
using (var tx = session.BeginTransaction())
{
var entity = session.Get<DynamicEntity>(savedId);
if (entity != null)
{
entity.Attributes["field2"] = "new-val";
tx.Commit(); // Persist modification
}
}
}

//delete
using (var session = sessionFactory.OpenSession())
{
using (var tx = session.BeginTransaction())
{
var entity = session.Get<DynamicEntity>(savedId);
if (entity != null)
{
session.Delete(entity);
tx.Commit();
}
}
}

مطالب
سفارشی کردن ASP.NET Identity در MVC 5
یکی از نیازهای رایج توسعه دهندگان هنگام استفاده از سیستم عضویت ASP.NET سفارشی کردن الگوی داده‌ها است. مثلا ممکن است بخواهید یک پروفایل سفارشی برای کاربران در نظر بگیرید، که شامل اطلاعات شخصی، آدرس و تلفن تماس و غیره می‌شود. یا ممکن است بخواهید به خود فرم ثبت نام فیلد‌های جدیدی اضافه کنید و آنها را در رکورد هر کاربر ذخیره کنید.

یکی از مزایای ASP.NET Identity این است که بر پایه EF Code First نوشته شده است. بنابراین سفارشی سازی الگوی دیتابیس و اطلاعات کاربران ساده است.

یک اپلیکیشن جدید ASP.NET MVC بسازید و نوع احراز هویت را Individual User Accounts انتخاب کنید. پس از آنکه پروژه جدید ایجاد شد فایل IdentityModels.cs را در پوشه Models باز کنید. کلاسی با نام ApplicationUser  مشاهده می‌کنید که همتای UserProfile  در فریم ورک SimpleMembership است. این کلاس خالی است و از کلاس IdentityUser  ارث بری می‌کند و شامل خواص زیر است.
  public class IdentityUser : IUser
    {
        public IdentityUser();
        public IdentityUser(string userName);
 
        public virtual ICollection<identityuserclaim> Claims { get; }
        public virtual string Id { get; set; }
        public virtual ICollection<identityuserlogin> Logins { get; }
        public virtual string PasswordHash { get; set; }
        public virtual ICollection<identityuserrole> Roles { get; }
        public virtual string SecurityStamp { get; set; }
        public virtual string UserName { get; set; }
    }
اگر دقت کنید خواهید دید که فیلد Id بر خلاف SimpleMembership یک عدد صحیح یا int نیست، بلکه بصورت یک رشته ذخیره می‌شود. پیاده سازی پیش فرض ASP.NET Identity مقدار این فیلد را با یک GUID پر می‌کند. در این پست تنها یک فیلد آدرس ایمیل به کلاس کاربر اضافه می‌کنیم. با استفاده از همین فیلد در پست‌های آتی خواهیم دید چگونه می‌توان ایمیل‌های تایید ثبت نام برای کاربران ارسال کرد. کلاس ApplicationUser بدین شکل خواهد بود.
public class ApplicationUser : IdentityUser
{
    public string Email { get; set; }
}
حال برای آنکه کاربر بتواند هنگام ثبت نام آدرس ایمیل خود را هم وارد کند، باید مدل فرم ثبت نام را بروز رسانی کنیم.
public class RegisterViewModel
{
    [Required]
    [Display(Name = "User name")]
    public string UserName { get; set; }
 
    [Required]
    [StringLength(100, ErrorMessage = "The {0} must be at least {2} characters long.", MinimumLength = 6)]
    [DataType(DataType.Password)]
    [Display(Name = "Password")]
    public string Password { get; set; }
 
    [DataType(DataType.Password)]
    [Display(Name = "Confirm password")]
    [Compare("Password", ErrorMessage = "The password and confirmation password do not match.")]
    public string ConfirmPassword { get; set; }
 
    [Required]
    [Display(Name = "Email address")]
    public string Email { get; set; }
 
}
سپس فایل View را هم بروز رسانی می‌کنیم تا یک برچسب و تکست باکس برای آدرس ایمیل نمایش دهد.
<div class="form-group">
     @Html.LabelFor(m => m.Email, new { @class = "col-md-2 control-label" })
     <div class="col-md-10">
         @Html.TextBoxFor(m => m.Email, new { @class = "form-control" })
     </div>
 </div>
برای تست این تغییرات، صفحه About را طوری تغییر می‌دهید تا آدرس ایمیل کاربر جاری را نمایش دهد. این قسمت همچنین نمونه ای از نحوه دسترسی به اطلاعات کاربران است.
public ActionResult About()
{
    ViewBag.Message = "Your application description page.";
    UserManager<ApplicationUser> UserManager = new UserManager<ApplicationUser>(new UserStore<ApplicationUser>(new ApplicationDbContext()));         
    var user = UserManager.FindById(User.Identity.GetUserId());
    if (user != null)
        ViewBag.Email = user.Email;
    else
        ViewBag.Email = "User not found.";
 
    return View();
}
همین! تمام کاری که لازم بود انجام دهید همین بود. از آنجا که سیستم ASP.NET Identity توسط Entity Framework مدیریت می‌شود، روی الگوی دیتابیس سیستم عضویت کنترل کامل دارید. بنابراین به سادگی می‌توانید با استفاده از قابلیت Code First مدل‌های خود را سفارشی کنید.
در پست‌های آتی این مطلب را ادامه خواهیم داد تا ببینیم چگونه می‌توان ایمیل‌های تاییدیه برای کاربران ارسال کرد.
مطالب
NET Just-In-Time Optimization.
هدف از توابع خطی(Inline)
استفاده از توابع، مقداری بر زمان اجرای برنامه می‌افزاید؛ هرچند که این زمان بسیار کم و در حد میلی ثانیه است، اما باری را بر روی برنامه قرار می‌دهد و علت این تاخیر زمانی این است که در فراخوانی و اعلان توابع، کامپایلر یک کپی از تابع مورد نظر را در حافظه قرار می‌دهد و در فراخوانی تابع، به آدرس مذکور مراجعه می‌کند و در عین حال آدرس موقعیت توقف دستورات در تابع main را نیز ذخیره می‌کند تا پس از پایان تابع، به آدرس قبل برگردد و ادامه‌ی دستورات را اجرا کند. در نتیجه این آدرس دهی‌ها و نقل و انتقالات بین آنها بار زمانی را در برنامه ایجاد می‌کند که در صورت زیاد بودن توابع در برنامه و تعداد فراخوانی‌های لازم، زمان قابل توجهی خواهد شد.
یکی از تکنیک‌های بهینه که برای کاهش زمان اجرای برنامه توسط  کامپایلر‌ها استفاده  می‌شود استفاده از  توابع خطی (inline) است. این امکان در زبان C با عنوان توابع ماکرو(Macro function) و در ++C با عنوان توابع خطی (inline function) وجود دارد.
در واقع توابع خطی به  کامپایلر پیشنهاد می‌دهند، زمانی که سربار فراخوانی تابع بیشتر از سربار بدنه خود متد باشد، برای کاهش هزینه و زمان اجرای برنامه از تابع به صورت خطی استفاده کند و یک کپی از بنده‌ی تابع را در قسمتی که تابع ما فراخوانی شده است، قرار دهد که مورد آدرس دهی از میان خواهد رفت!

نمونه ای از پیاده سازی این تکنیک در زبان ++C :
inline type name(parameters) 
{
    ...
}

بررسی متدهای خطی در سی شارپ
به مثال زیر توجه کنید:
قسمت‌های getter و setter مربوط به پراپرتی‌ها سربار اضافی بر کلاس Vector می‌افزایند. این موضوع شاید آنچنان مسئله‌ی مهمی نباشد. ولی فرض کنید این پراپرتی‌ها به شکل زیر داخل حلقه‌ای طولانی قرار گیرند. اگر با استفاده از یک پروفایلر زمان اجرای برنامه را زیر نظر بگیرید، خواهید دید که بیش از 90 درصد آن صرف فراخوانی‌های متد‌های بخش‌های get , set پراپرتی‌ها است. برای این منظور باید مطمئن شویم که فراخوانی این متد‌ها، به صورت خطی صورت می‌گیرد!
 public class Vector
  {
    public double X { get; set; }
    public double Y { get; set; }
    public double Z { get; set; }

    // ...
  }
برای این منظور آزمایشی را انجام می‌دهیم. فرض کنید کلاسی را به شکل زیر داشته باشیم:
public class MyClass
  {
    public int A { get; set; }
    public int C;
  }
و برای استفاده از آن به شکل زیر عمل کنیم:
  static void Main()
{
    MyClass target = new MyClass();
    int a = target.A;
    Console.WriteLine("A = {0}", a);
    int c = target.C;
    Console.WriteLine("C = {0}", c);
  }
بعد از دیباگ برنامه و مشاهده‌ی کدهای ماشین مربوط به آن خواهیم دید که متد مربوط به getter پراپرتی A به صورت خطی فراخوانی نشده است:
            int a = target.A;
  0000003e  mov         ecx,edi
  00000040  cmp         dword ptr [ecx],ecx
  00000042  call        dword ptr ds:[05FA29A8h]
  00000048  mov         esi,eax
  0000004a  mov         dword ptr [esp+4],esi
             int c = target.C;
  00000098  mov         edi,dword ptr [edi+4]
    MyClass.get_A() looks like this:
  00000000  push        esi
  00000001  mov         esi,ecx
  00000003  cmp         dword ptr ds:[03B701DCh],0
  0000000a  je          00000011
  0000000c  call        76BA6BA7
  00000011  mov         eax,dword ptr [esi+0Ch]
  00000014  pop         esi
  00000015  ret

چه اتفاقی افتاده است؟
 کامپایلر سی شارپ در زمان کامپایل، کد‌های برنامه را به کد‌های IL تبدیل می‌کند و JITکامپایلر، این کد‌های IL را گرفته و  کد ساده‌ی ماشین را تولید می‌کند. لذا به دلیل اینکه JIT با معماری پردازنده آشنایی کافی دارد، مسئولیت تصمیم گیری اینکه کدام متد به صورت خطی فراخوانی شود برعهده‌ی آن است. در واقع این JIT است که تشخیص می‌دهد که آیا فراخونی متد به صورت خطی مناسب است یا نه و به صورت یک معاوضه کار بین خط لوله دستورالعمل‌ها و کش است.
اگر شما برنامه‌ی خود را با  (F5) و همگام با دیباگ اجرا کنید، تمام بهینه سازی‌های JIT که Inline Method هم یکی از آنهاست، از کار خواهند افتاد. برای مشاهده‌ی کد بهینه شده باید با بدون دیباگ (CTRL+F5) برنامه خود را اجرا کنید که در آن صورت مشاهده خواهید کرد، متد getter  مربوط به پراپرتی A به صورت خطی استفاده شده است.
  int a = target.A;  
00000024  mov         ebx,dword ptr [edi+0Ch]


JIT محدودیت هایی برای فراخونی به صورت خطی متد‌ها دارد :
  1.  متد هایی که حجم کد IL آنها بیشتر از 32 بایت است.
  2. متد‌های بازگشتی.
  3. متدهایی که با اتریبیوت MethodImpl علامتگذاری شدند و MethodImplOptions.NoInlining  اعمال شده بر آن
  4. متدهای virtual
  5. متدهایی که دارای کد مدیریت خطا هستند
  6. Methods that take a large value type as a parameter 
  7. Methods with complicated flowgraphs 
برای اینکه در سی شارپ به کامپایلر اعلام کنیم تا متد مورد نظر به صورت خطی مورد استفاده قرار گیرد، در دات نت 4.5 توسط اتریبیوت MethodImpl و  اعمال  MethodImplOptions.AggressiveInlining که یک نوع شمارشی است می‌توان این کار را انجام داد. مثال:
using System;
using System.Diagnostics;
using System.Runtime.CompilerServices;
class Program
{
    const int _max = 10000000;
    static void Main()
    {
         // ... Compile the methods.
        Method1();
        Method2();  
        int sum = 0;
        var s1 = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = 0; i < _max; i++)
           {
              sum += Method1();
           }
         s1.Stop();
         var s2 = Stopwatch.StartNew();
         for (int i = 0; i < _max; i++)
             {
                sum += Method2();
             }
         s2.Stop();
         Console.WriteLine(((double)(s1.Elapsed.TotalMilliseconds * 1000000) /
        _max).ToString("0.00 ns"));
        Console.WriteLine(((double)(s2.Elapsed.TotalMilliseconds * 1000000) /
      _max).ToString("0.00 ns"));
        Console.Read();
      }
      static int Method1()
      {
         // ... No inlining suggestion.
         return "one".Length + "two".Length + "three".Length +
              "four".Length + "five".Length + "six".Length +
              "seven".Length + "eight".Length + "nine".Length +
               "ten".Length;
    }
    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    static int Method2()
    {
        // ... Aggressive inlining.
        return "one".Length + "two".Length + "three".Length +
           "four".Length + "five".Length + "six".Length +
           "seven".Length + "eight".Length + "nine".Length +
            "ten".Length;
    }
}
Output
7.34 ns    No options
0.32 ns    MethodImplOptions.AggressiveInlining
در واقع با اعمال این اتریبیوت، محدودیت شماره یک مبنی بر محدودیت حجم کد IL مربوط به متد، در نظر گرفته نخواهد شد .

 مطالعه بیشتر:
نظرات مطالب
Blazor 5x - قسمت یازدهم - مبانی Blazor - بخش 8 - کار با جاوا اسکریپت
امکان تهیه Custom Elements در NET 6 Blazor.

در آخرین نسخه Blazor این امکان فراهم شده است که بتوانیم از کامپوننت‌های Blazor درون پروژه‌های React/Vue, Angular, ... استفاده کنیم (+). البته این فیچر هنوز به صورت آزمایشی می‌باشد و ممکن است API آن تغییر کند. 
در ادامه یک مثال از این قابلیت را مشاهده خواهید کرد. 
ایجاد پروژه Blazor
یک دایرکتوری ایجاد کرده و درون آن یک پروژه blazorwasm با نام blazor_wasm ایجاد کنید:
dotnet new blazorwasm blazor_wasm
برای استفاده از این فیچر میبایست پکیج  Microsoft.AspNetCore.Components.CustomElements را نصب کنیم:
dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Components.CustomElements --version 0.1.0-alpha.21466.1
در ادامه یک کامپوننت Todo ایجاد خواهیم کرد:
@page "/todo"

<PageTitle>Todo</PageTitle>

<h1>Todo (@todos.Count(todo => !todo.IsDone))</h1>

<ul>
    @foreach (var todo in todos)
    {
        <li>
            <input type="checkbox" @bind="todo.IsDone" />
            <input @bind="todo.Title" />
        </li>
    }
</ul>

<input placeholder="Something todo" @bind="newTodo" />
<button @onclick="AddTodo">Add todo</button>

@code {

    public class TodoItem
    {
        public string? Title { get; set; }
        public bool IsDone { get; set; }
    }

    private List<TodoItem> todos = new();
    private string? newTodo;

    private async void AddTodo(MouseEventArgs e)
    {
        if (!string.IsNullOrWhiteSpace(newTodo))
        {
            todos.Add(new TodoItem { Title = newTodo });
            newTodo = string.Empty;
        }
    }
}
برای تبدیل کامپوننت فوق به یک Custom Element درون فایل Program.cs خط زیر را اضافه میکنیم:
builder.RootComponents.RegisterAsCustomElement<Todo>("todo-element");

استفاده از کامپوننت فوق درون یک پروژه React
npx create-react-app blazor_react && cd blazor_react
برای استفاده از Custom Element موردنظر دو خط زیر را به فایل public/index.html اضافه میکنیم:
<script src="_content/Microsoft.AspNetCore.Components.CustomElements/BlazorCustomElements.js"></script>
<script src="_framework/blazor.webassembly.js"></script>
همچنین لازم است یک پراکسی نیز درون پروژه ایجاد کنیم (درون فایل package.json)؛ با اینکار اسکریپت‌های موردنیاز فوق از سمت سرور دریافت خواهند شد:
"proxy": "BLAZOR_APP_ADDRESS", // for example: http://localhost:5269 
در نهایت درون فایل App.js می‌توانیم از کامپوننت Todo استفاده کنیم:
function App() {
  return (
    <div className="App">
      <todo-element />
    </div>
  );
}

export default App;
 

مطالب
آموزش TypeScript #3
در این پست به تشریح انواع داده در زبان TypeScript و ذکر مثال در این زمینه می‌پردازیم.
 
تعریف متغیر‌ها و انواع داده
در TypeScript هنگام تعریف متغیر‌ها باید نوع داده ای آن‌ها را مشخص کنیم. در TypeScript پنج نوع داده ای وجود دارد که در زیر با ذکر مثال تعریف شده اند. مفاهیم ماژول، کلاس و تابع در پست بعدی به تشریح توضیح داده خواهند شد.

 number : معادل نوع داده ای number در JavaScript است. برای ذخیره سازی اعداد صحیح و اعشاری استفاده می‌شود.
یک مثال:
class NumberTypeOfTypeScript { 
    MyFunction()
    {
        var p: number; 
        p = 1;
        var q = 2;
        var r = 3.33;
        alert("Value of P=" + p + "  Value of q=" + q + " Value of r=" + r);           
    }
}

window.onload = () =>{ 
    var value = new NumberTypeOfTypeScript();
    value.MyFunction();
}
حال باید یک فایل Html برای استفاده از این کلاس داشته باشیم. به صورت زیر:
<!DOCTYPE html> 
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
    <meta charset="utf-8" />
    <title>TypeScript HTML App</title>
    <link rel="stylesheet" href="app.css" type="text/css" />
    <script src="app.js"></script>
</head>
<body>
    <h1>Number Type in TypeScript</h1> 
    <div id="content"/>
</body>
</html>
بعد از اجرای پروزه خروجی به صورت زیر خواهد بود:

string : معادل نوع داده ای رشته ای است و برای ذخیره سازی مجموعه ای از کاراکتر‌ها از نوع UTF-16 استفاده می‌شود.

یک مثال:
class StringTypeOfTypeScript { 
    Myfunction() { 
      var  s: string;
      s="TypeScript"
      var empty = "";
      var abc = "abc";
      alert("Value of s="+ s+" Empty string="+ empty+" Value of abc ="+abc) ;     
    }
}
window.onload = () =>{ 
    var value = new StringTypeOfTypeScript();
    value.Myfunction();
}
کد کامپایل شده و تبدیل آن به JavaScript: 
var StringTypeOfTypeScript = (function () {
    function StringTypeOfTypeScript() { }
    StringTypeOfTypeScript.prototype.Myfunction = function () {
        var s;
        s = "TypeScript";
        var empty = "";
        var abc = "abc";
        alert("Value of s=" + s + " Empty string=" + empty + " Value of abc =" + abc);
    };
    return StringTypeOfTypeScript;
})();
window.onload = function () {
    var value = new StringTypeOfTypeScript();
    value.Myfunction();
};
خروجی به صورت زیر است:


boolean: برای ذخیره سازی مقادیر true یا false می‌باشد.
مثال:
class booleanTypeofTypeScript { 
    MyFunction() {
        var lie: bool;        
        lie = false;
        var a = 12;
        if (typeof (lie) == "boolean" && typeof (a) == "boolean") {
            alert("Both is boolean type");
        }

        if (typeof (lie) == "boolean" && typeof (a) != "boolean") {
            alert("lie is boolean type and a is not!") 
        }
        else { 
            alert("a is boolean type and lie is not!");
        }
    }     
}

window.onload =()=> { 
    var access = new booleanTypeofTypeScript();
    access.MyFunction();
 }
کد کامپایل شده و تبدیل آن به JavaScript:
var booleanTypeofTypeScript = (function () {
    function booleanTypeofTypeScript() { }
    booleanTypeofTypeScript.prototype.MyFunction = function () {
        var lie;
        lie = false;
        var a = 12;
        if(typeof (lie) == "boolean" && typeof (a) == "boolean") {
            alert("Both is boolean type");
        }
        if(typeof (lie) == "boolean" && typeof (a) != "boolean") {
            alert("lie is boolean type and a is not!");
        } else {
            alert("a is boolean type and lie is not!");
        }
    };
    return booleanTypeofTypeScript;
})();
window.onload = function () {
    var access = new booleanTypeofTypeScript();
    access.MyFunction();
};
null: همانند دات نت هنگامی که قصد داشته باشیم مقدار یک متغیر را null اختصاص دهیم از این کلمه کلیدی استفاده می‌کنیم.
مثال:
class NullTypeinTypeScript { 
    MyFunction() { 
        var p: number = null;
        var x = null;
        if (p== null) {
            alert("p has null value!");
        }
        else { alert("p has a value"); }
    }
}
window.onload = () =>{ 
    var value = new NullTypeinTypeScript();
    value.MyFunction();
}
کد کامپایل شده و تبدیل آن به JavaScript:
var NullTypeinTypeScript = (function () {
    function NullTypeinTypeScript() { }
    NullTypeinTypeScript.prototype.MyFunction = function () {
        var p = null;
        var x = null;
        if(p == null) {
            alert("p has null value!");
        } else {
            alert("p has a value");
        }
    };
    return NullTypeinTypeScript;
})();
window.onload = function () {
    var value = new NullTypeinTypeScript();
    value.MyFunction();
};

undefined:معادل نوع undefined در Javascript است. اگر به یک متغیر مقدار اختصاص ندهید مقدار آن undefined خواهد بود.
مثال:
class UndefinedTypeOfTypeScript { 
    Myfunction() { 
        var p: number;
        var x = undefined;
        if (p == undefined && x == undefined) {
            alert("p and x is undefined");
        }
        else { alert("p and c cannot undefined"); }
    }
}
window.onload = () =>{ 
    var value = new UndefinedTypeOfTypeScript();
    value.Myfunction();
}
کد کامپایل شده و تبدیل آن به JavaScript: 
var UndefinedTypeOfTypeScript = (function () {
    function UndefinedTypeOfTypeScript() { }
    UndefinedTypeOfTypeScript.prototype.Myfunction = function () {
        var p;
        var x = undefined;
        if(p == undefined && x == undefined) {
            alert("p and x is undefined");
        } else {
            alert("p and c cannot undefined");
        }
    };
    return UndefinedTypeOfTypeScript;
})();
window.onload = function () {
    var value = new UndefinedTypeOfTypeScript();
    value.Myfunction();
};
خروجی این مثال نیز به صورت زیر است:

ادامه دارد...
مطالب
درخت‌ها و گراف‌ها قسمت اول
در این مقاله یکی از ساختارهای داده را به نام ساختارهای درختی و گراف‌ها معرفی کردیم و در این مقاله قصد داریم این نوع ساختار را بیشتر بررسی نماییم. این ساختارها برای بسیاری از برنامه‌های مدرن و امروزی بسیار مهم هستند. هر کدام از این ساختارهای داده به حل یکی از مشکلات دنیای واقعی می‌پردازند. در این مقاله قصد داریم به مزایا و معایب هر کدام از این ساختار‌ها اشاره کنیم و اینکه کی و کجا بهتر است از کدام ساختار استفاده گردد. تمرکز ما بر درخت هایی دودویی، درخت‌های جست و جوی دو دویی و درخت‌های جست و جوی دو دویی متوازن خواهد بود. همچنین ما به تشریح گراف و انواع آن خواهیم پرداخت. اینکه چگونه آن را در حافظه نمایش دهیم و اینکه گراف‌ها در کجای زندگی واقعی ما یا فناوری‌های کامپیوتری استفاده می‌شوند.

ساختار درختی
در بسیاری از مواقع ما با گروهی از اشیاء یا داده‌هایی سر و کار داریم که هر کدام از آن‌ها به گروهی دیگر مرتبط هستند. در این حالت از ساختار خطی نمی‌توانیم برای توصیف این ارتباط استفاده کنیم. پس بهترین ساختار برای نشان دادن این ارتباط ساختار شاخه ای Branched Structure است.
یک ساختار درختی یا یک ساختار شاخه‌ای شامل المان‌هایی به اسم گره Node است. هر گره می‌تواند به یک یا چند گره دیگر متصل باشد و گاهی اوقات این اتصالات مشابه یک سلسه مراتب hierarchically می‌شوند.
درخت‌ها در برنامه نویسی جایگاه ویژه‌ای دارند به طوری که استفاده‌ی از آن‌ها در بسیاری از برنامه‌ها وجود دارد و بسیاری از مثال‌های واقعی پیرامون ما را پشتیبانی می‌کنند.
در نمودار زیر مثالی وجود دارد که در آن یک تیم نرم افزاری نمایش داده شده‌است. در اینجا هر یک از بخش‌ها وظایف و مسئولیت‌هایی را بر دوش خود دارند که این مسئولیت‌ها به صورت سلسله مراتبی در تصویر زیر نمایش داده شده‌اند.

ما در ساختار بالا متوجه می‌شویم که چه بخشی زیر مجموعه‌ی چه بخشی است و سمت بالاتر هر بخش چیست. برای مثال ما متوجه شدیم که مدیر توسعه دهندگان، "سرپرست تیم" است که خود نیز مادون "مدیر پروژه" است و این را نیز متوجه می‌شویم که مثلا توسعه دهنده‌ی شماره یک هیچ مادونی ندارد و مدیر پروژه در راس همه است و هیچ مدیر دیگری بالای سر او قرار ندارد.

اصطلاحات درخت
برای اینکه بیشتر متوجه روابط بین اشیا در این ساختار بشویم، به شکل زیر خوب دقت کنید:

در شکل بالا دایره‌هایی برای هر بخش از اطلاعت کشیده شده و ارتباط هر کدام از آن‌ها از طریق یک خط برقرار شده است. اعداد داخل هر دایره تکراری نیست و همه منحصر به فرد هستند. پس وقتی از اعداد اسم ببریم متوجه می‌شویم که در مورد چه چیزی صحبت می‌کنیم.

در شکل بالا به هر یک از دایره‌ها یک گره Node می‌گویند و به هر خط ارتباط دهنده بین گره‌ها لبه Edge گفته می‌شود. گره‌های 19 و 21 و 14 زیر گره‌های گره 7 محسوب می‌شوند. گره‌هایی که به صورت مستقیم به زیر گره‌های خودشان اشاره می‌کنند را گره‌های والد Parent می‌گویند و زیرگره‌های 7 را گره‌های فرزند ChildNodes. پس با این حساب می‌توانیم بگوییم گره‌های 1 و 12 و 31 را هم فرزند گره 19 هستند و گره 19 والد آن هاست. همچنین گره‌های یک والد را مثل 19 و 21 و 14 که والد مشترک دارند، گره‌های خواهر و برادر یا حتی همنژاد Sibling می‌گوییم. همچنین ارتباط بین گره 7 و گره‌های سطح دوم  و الی آخر یعنی 1 و 12 و 31 و 23 و 6 را که والد بودن آن به صورت غیر مستقیم است را جد یا ancestor می‌نامیم و نوه‌ها و نتیجه‌های آن‌ها را نسل descendants.

ریشه Root: به گره‌ای می‌گوییم که هیچ والدی ندارد و خودش در واقع اولین والد محسوب می‌شود؛ مثل گره 7.

برگ  Leaf: به گره‌هایی که هیچ فرزندی ندارند، برگ می‌گوییم. مثال گره‌های 1 و12 و 31 و 23 و 6

گره‌های داخلی Internal Nodes: گره هایی که نه برگ هستند و نه ریشه. یعنی حداقل یک فرزند دارند و خودشان یک گره فرزند محسوب می‌شوند؛ مثل گره‌های 19 و 14.

مسیر Path: راه رسیدن از یک گره به گره دیگر را مسیر می‌گویند. مثلا گره‌های 1 و 19 و 7 و 21 به ترتیب یک مسیر را تشکیل می‌دهند ولی گره‌های 1 و 19 و 23 از آن جا که هیچ جور اتصالی بین آن‌ها نیست، مسیری را تشکیل نمی‌دهند.

طول مسیر Length of Path: به تعداد لبه‌های یک مسیر، طول مسیر می‌گویند که می‌توان از تعداد گره‌ها -1 نیز آن را به دست آورد. برای نمونه : مسیر 1 و19 و 7 و 21 طول مسیرشان 3 هست.

عمق Depth: طول مسیر یک گره از ریشه تا آن گره را عمق درخت می‌گویند. عمق یک ریشه همیشه صفر است و برای مثال در درخت بالا، گره 19 در عمق یک است و برای گره 23 عمق آن 2 خواهد بود.

تعریف خود درخت Tree: درخت یک ساختار داده برگشتی recursive است که شامل گره‌ها و لبه‌ها، برای اتصال گره‌ها به یکدیگر است.

جملات زیر در مورد درخت صدق می‌کند:

  • هر گره می‌تواند فرزند نداشته باشد یا به هر تعداد که می‌خواهد فرزند داشته باشد.
  • هر گره یک والد دارد و تنها گره‌ای که والد ندارد، گره ریشه است (البته اگر درخت خالی باشد هیچ گره ای وجود ندارد).
  • همه گره‌ها از ریشه قابل دسترسی هستند و برای دسترسی به گره مورد نظر باید از ریشه تا آن گره، مسیری را طی کرد.
ار تفاع درخت Height: به حداکثر عمق یک درخت، ارتفاع درخت می‌گویند.
درجه گره Degree: به تعداد گره‌های فرزند یک گره، درجه آن گره می‌گویند. در درخت بالا درجه گره‌های 7 و 19 سه است. درجه گره 14 دو است و درجه برگ‌ها صفر است.
ضریب انشعاب Branching Factor: به حداکثر درجه یک گره در یک درخت، ضریب انشعاب آن درخت گویند.

پیاده سازی درخت

برای پیاده سازی یک درخت، از دو کلاس یکی جهت ساخت گره که حاوی اطلاعات است <TreeNode<T و دیگری جهت ایجاد درخت اصلی به همراه کلیه متدها و خاصیت هایش <Tree<T کمک می‌‌گیریم.

public class TreeNode<T>
{
    // شامل مقدار گره است
    private T value;
 
    // مشخص می‌کند که آیا گره والد دارد یا خیر
    private bool hasParent;
 
    // در صورت داشتن فرزند ، لیست فرزندان را شامل می‌شود
    private List<TreeNode<T>> children;
 
    /// <summary>سازنده کلاس </summary>
    /// <param name="value">مقدار گره</param>
    public TreeNode(T value)
    {
        if (value == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(
                "Cannot insert null value!");
        }
        this.value = value;
        this.children = new List<TreeNode<T>>();
    }
 
    /// <summary>خاصیتی جهت مقداردهی گره</summary>
    public T Value
    {
        get
        {
            return this.value;
        }
        set
        {
            this.value = value;
        }
    }
 
    /// <summary>تعداد گره‌های فرزند را بر میگرداند</summary>
    public int ChildrenCount
    {
        get
        {
            return this.children.Count;
        }
    }
 
    /// <summary>به گره یک فرزند اضافه می‌کند</summary>
    /// <param name="child">آرگومان این متد یک گره است که قرار است به فرزندی گره فعلی در آید</param>
    public void AddChild(TreeNode<T> child)
    {
        if (child == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(
                "Cannot insert null value!");
        }
 
        if (child.hasParent)
        {
            throw new ArgumentException(
                "The node already has a parent!");
        }
 
        child.hasParent = true;
        this.children.Add(child);
    }
 
    /// <summary>
    /// گره ای که اندیس آن داده شده است بازگردانده می‌شود
    /// </summary>
    /// <param name="index">اندیس گره</param>
    /// <returns>گره بازگشتی</returns>
    public TreeNode<T> GetChild(int index)
    {
        return this.children[index];
    }
}
 
/// <summary>این کلاس ساختار درخت را به کمک کلاس گره‌ها که در بالا تعریف کردیم میسازد</summary>
/// <typeparam name="T">نوع مقادیری که قرار است داخل درخت ذخیره شوند</typeparam>
public class Tree<T>
{
    // گره ریشه
    private TreeNode<T> root;
 
    /// <summary>سازنده کلاس</summary>
    /// <param name="value">مقدار گره اول که همان ریشه می‌شود</param>
    public Tree(T value)
    {
        if (value == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(
                "Cannot insert null value!");
        }
 
        this.root = new TreeNode<T>(value);
    }
 
    /// <summary>سازنده دیگر برای کلاس درخت</summary>
    /// <param name="value">مقدار گره ریشه مثل سازنده اول</param>
    /// <param name="children">آرایه ای از گره‌ها که فرزند گره ریشه می‌شوند</param>
    public Tree(T value, params Tree<T>[] children)
        : this(value)
    {
        foreach (Tree<T> child in children)
        {
            this.root.AddChild(child.root);
        }
    }
 
    /// <summary>
    /// ریشه را بر میگرداند ، اگر ریشه ای نباشد نال بر میگرداند
    /// </summary>
    public TreeNode<T> Root
    {
        get
        {
            return this.root;
        }
    }
 
    /// <summary>پیمودن عرضی و نمایش درخت با الگوریتم دی اف اس </summary>
    /// <param name="root">ریشه (گره ابتدایی) درختی که قرار است پیمایش از آن شروع شود</param>
    /// <param name="spaces">یک کاراکتر جهت جداسازی مقادیر هر گره</param>
    private void PrintDFS(TreeNode<T> root, string spaces)
    {
        if (this.root == null)
        {
            return;
        }
 
        Console.WriteLine(spaces + root.Value);
 
        TreeNode<T> child = null;
        for (int i = 0; i < root.ChildrenCount; i++)
        {
            child = root.GetChild(i);
            PrintDFS(child, spaces + "   ");
        }
    }
 
    /// <summary>متد پیمایش درخت به صورت عمومی که تابع خصوصی که در بالا توضیح دادیم را صدا می‌زند</summary>
    public void TraverseDFS()
    {
        this.PrintDFS(this.root, string.Empty);
    }
}
 
/// <summary>
/// کد استفاده از ساختار درخت
/// </summary>
public static class TreeExample
{
    static void Main()
    {
        // Create the tree from the sample
        Tree<int> tree =
            new Tree<int>(7,
                new Tree<int>(19,
                    new Tree<int>(1),
                    new Tree<int>(12),
                    new Tree<int>(31)),
                new Tree<int>(21),
                new Tree<int>(14,
                    new Tree<int>(23),
                    new Tree<int>(6))
            );
 
        // پیمایش درخت با الگوریتم دی اف اس یا عمقی
        tree.TraverseDFS();
 
        // خروجی
        // 7
        //       19
        //        1
        //        12
        //        31
        //       21
        //       14
        //        23
        //        6
    }
}
کلاس TreeNode وظیفه‌ی ساخت گره را بر عهده دارد و با هر شیء‌ایی که از این کلاس می‌سازیم، یک گره ایجاد می‌کنیم که با خاصیت Children و متد AddChild آن می‌توانیم هر تعداد گره را که می‌خواهیم به فرزندی آن گره در آوریم که باز خود آن گره می‌تواند در خاصیت Children یک گره دیگر اضافه شود. به این ترتیب با ساخت هر گره و ایجاد رابطه از طریق خاصیت children هر گره درخت شکل می‌گیرد. سپس گره والد در ساختار کلاس درخت Tree قرار می‌گیرد و این کلاس شامل متدهایی است که می‌تواند روی درخت، عملیات پردازشی چون پیمایش درخت را انجام دهد.


پیمایش درخت به روش عمقی (DFS (Depth First Search

هدف از پیمایش درخت ملاقات یا بازبینی (تهیه لیستی از همه گره‌های یک درخت) تنها یکبار هر گره در درخت است. برای این کار الگوریتم‌های زیادی وجود دارند که ما در این مقاله تنها دو روش DFS و BFS را بررسی می‌کنیم.

روش DFS: هر گره‌ای که به تابع بالا بدهید، آن گره برای پیمایش، گره ریشه حساب خواهد شد و پیمایش از آن آغاز می‌گردد. در الگوریتم DFS روش پیمایش بدین گونه است که ما از گره ریشه آغاز کرده و گره ریشه را ملاقات می‌کنیم. سپس گره‌های فرزندش را به دست می‌آوریم و یکی از گره‌ها را انتخاب کرده و دوباره همین مورد را رویش انجام می‌دهیم تا نهایتا به یک برگ برسیم. وقتی که به برگی می‌رسیم یک مرحله به بالا برگشته و این کار را آنقدر تکرار می‌کنیم تا همه‌ی گره‌های آن ریشه یا درخت پیمایش شده باشند.

همین درخت را در نظر بگیرید:


 پیمایش درخت را از گره 7 آغاز می‌کنیم و آن را به عنوان ریشه در نظر می‌گیریم. حتی می‌توانیم پیمایش را از گره مثلا 19 آغاز کنیم و آن را برای پیمایش ریشه در نظر بگیریم ولی ما از همان 7 پیمایش را آغاز می‌کنیم:

ابتدا گره 7 ملاقات شده و آن را می‌نویسیم. سپس فرزندانش را بررسی می‌کنیم که سه فرزند دارد. یکی از فرزندان مثل گره 19 را انتخاب کرده و آن را ملاقات می‌کنیم (با هر بار ملاقات آن را چاپ می‌کنیم) سپس فرزندان آن را بررسی می‌کنیم و یکی از گره‌ها را انتخاب می‌کنیم و ملاقاتش می‌کنیم؛ برای مثال گره 1. از آن جا که گره یک، برگ است و فرزندی ندارد یک مرحله به سمت بالا برمی‌گردیم و برگ‌های 12 و 31 را هم ملاقات می‌کنیم. حالا همه‌ی فرزندان گره 19 را بررسی کردیم، بر می‌گردیم یک مرحله به سمت بالا و گره 21 را ملاقات می‌کنیم و از آنجا که گره 21 برگ است و فرزندی ندارد به بالا باز می‌گردیم و بعد گره 14 و فرزندانش 23 و 6 هم بررسی می‌شوند. پس ترتیب چاپ ما اینگونه می‌شود:

7-19-1-12-31-21-14-23-6


پیمایش درخت به روش (BFS (Breadth First Search 

در این روش (پیمایش سطحی) گره والد ملاقات شده و سپس همه گره‌های فرزندش ملاقات می‌شوند. بعد از آن یک گره انتخاب شده و همین پیمایش مجددا روی آن انجام می‌شود تا آن سطح کاملا پیمایش شده باشد. سپس به همین مرحله برگشته و فرزند بعدی را پیمایش می‌کنیم و الی آخر. نمونه‌ی این پیمایش روی درخت بالا به صورت زیر نمایش داده می‌شود:

7-19-21-14-1-12-31-23-6

اگر خوب دقت کنید می‌بینید که پیمایش سطحی است و هر سطح به ترتیب ملاقات می‌شود. به این الگوریتم، پیمایش موجی هم می‌گویند. دلیل آن هم این است که مثل سنگی می‌ماند که شما برای ایجاد موج روی دریاچه پرتاب می‌کنید.

برای این پیمایش از صف کمک گرفته می‌شود که مراحل زیر روی صف صورت می‌گیرد:

  • ریشه  وارد صف Q می‌شود.
  • دو مرحله زیر مرتبا تکرار می‌شوند:
  1. اولین گره صف به نام V را از Q در یافت می‌کنیم و آن را چاپ می‌کنیم.
  2. فرزندان گره V  را به صف اضافه می‌کنیم.
این نوع پیمایش، پیاده سازی راحتی دارد و همیشه نزدیک‌ترین گره‌ها به ریشه را می‌خواند و در هر مرحله گره‌هایی که می‌خواند از ریشه دورتر و دورتر می‌شوند.
نظرات مطالب
C# 8.0 - Default implementations in interfaces
یک نکته‌ی تکمیلی: اضافه شدن امکان تعریف Static Abstract Members به اینترفیس‌های C# 10.0

به همراه C# 8.0، امکان تعریف فیلدها، سازنده‌ها و تخریب‌گرهای استاتیک هم ارائه شد که توسط آن می‌توان پیاده سازی پایه‌ای را بین تمام کلاس‌های پیاده سازی کننده‌ی آن به اشتراک گذاشت. جهت تکمیل این قابلیت در C# 10.0، می‌توان static abstract members را نیز در اینترفیس‌ها تعریف کرد تا هر کدام از کلاس‌های پیاده سازی کننده بتوانند نگارش خاص خودشان را از این عضو، ارائه دهند:
public interface IFruit
{
    static abstract bool HasSeeds { get; }
}
با پیاده سازی‌هایی مانند:
public record Watermelon : IFruit
{
    public static bool HasSeeds => false;
}

public record Apple : IFruit
{
    public static bool HasSeeds => true;
}
و مثالی از استفاده‌ی از آن:
void HasSeeds<T>(T fruit) where T: IFruit {
    Console.WriteLine(T.HasSeeds);
}

HasSeeds(new Apple());
HasSeeds(new Watermelon());
اگر دقت کنید، دسترسی به این خاصیت ویژه، از طریق نوع T، صورت گرفته‌است. مزیت این روش و کاربردهای آن، کاهش نیاز به reflection است، با ارائه‌ی متادیتایی درباره‌ی یک نوع. پیشتر برای دریافت اطلاعات متادیتای نوع‌ها، مجبور به استفاده‌ی reflection برای حل یک چنین مسائلی بودیم.