مطالب
مفاهیم برنامه نویسی ـ مروری بر فیلدها، متدها و ساخت اشیاء
شکستن یک مسئله بزرگ به تعدادی مسئله کوچک‌تر راهکار موثری برای حل آن است. این امر در برنامه نویسی نیز که هدف آن چیزی جز حل یک مسئله نیست همواره مورد توجه بوده است. به همین دلیل روش هایی که به کمک آن‌ها بتوان یک برنامه بزرگ را به قطعات کوچکتری تقسیم کرد تا هر قطعه کد مسئول انجام کار خاصی باشد پیشتر به زبان‌های برنامه نویسی اضافه شده اند. یکی از این ساختار‌ها تابع (Function) نام دارد. برنامه ای که از توابع برای تقسیم کدهای برنامه استفاده می‌کند یک برنامه ساخت‌یافته می‌گوییم.
در مطلب پیشین به پیرامون خود نگاه کردیم و اشیاء گوناگونی را مشاهده کردیم که در حقیقت دنیای ما را تشکیل داده اند و فعالیت‌های روزمره ما با استفاده از آن‌ها صورت می‌گیرد. ایده ای به ذهنمان رسید. اشیاء و مفاهیم مرتبط به آن می‌تواند روش بهتر و موثرتری برای تقسیم کدهای برنامه باشد. مثلاً اگر کل کدهای برنامه که مسئول حل یکی از مسئله‌های کوچک یاد شده است را یکجا بسته بندی کنیم و اصولی که از اشیاء واقعی پیرامون خود آموختیم را در مورد آن رعایت کنیم به برنامه بسیار با کیفیت‌تری از نظر خوانایی، راحتی در توسعه، اشکال زدایی ساده‌تر و بسیاری موارد دیگر خواهیم رسید.
توسعه دهندگان زبان‌های برنامه نویسی که با ما در این مورد هم عقیده بوده اند دست به کار شده و دستورات و ساختار‌های لازم برای پیاده کردن این ایده را در زبان برنامه نویسی قرار دادند و آن را زبان برنامه نویسی شیء گرا نامیدند. حتی جهت برخورداری از قابلیت استفاده مجدد از کد و موارد دیگر به جای آنکه کدها را در بسته هایی به عنوان یک شیء خاص قرار دهیم آن‌ها را در بسته هایی به عنوان قالب یا نقشه ساخت اشیاء خاصی که در ذهن داریم قرار می‌دهیم. یعنی مفهوم کلاس یا رده که پیشتر اشاره شد. به این ترتیب یک بار می‌نویسیم و بارها استفاده می‌کنیم. مانند همان مثال بازیکن در بخش نخست. هر زمان که لازم باشد با استفاده از دستورات مربوطه از روی کدهای کلاس که نقشه یا قالب ساخت اشیاء هستند شیء مورد نظر را ساخته و در جهت حل مسئله مورد نظر به کار می‌بریم.
حال برای آنکه به طور عملی بتوانیم از ایده شیء گرایی در برنامه هایمان استفاده کنیم و مسائل بزرگ را حل کنیم لازم است ابتدا مقداری با جزییات و دستورات زبان در این مورد آشنا شویم.
تذکر: دقت کنید برای آنکه از ایده شیء گرایی در برنامه‌ها حداکثر استفاده را ببریم مفاهیمی در مهندسی نرم افزار به آن اضافه شده است که ممکن است در دنیای واقعی نیازی به طرح آن‌ها نباشد. پس لطفاً تلاش نکنید با دیدن هر مفهوم تازه بلافاصله سعی در تطبیق آن با محیط اطراف کنید. هر چند بسیاری از آن‌ها به طور ضمنی در اشیاء پیرامون ما نیز وجود دارند.
زبان برنامه نویسی مورد استفاده برای بیان مفاهیم برنامه نویسی در این سری مقالات زبان سی شارپ است. اما درک برنامه‌های نوشته شده برای علاقه مندان به زبان‌های دیگری مانند وی بی دات نت نیز دشوار نیست. چراکه اکثر دستورات مشابه است و تبدیل Syntax نیز به راحتی با اندکی جستجو میسر می‌باشد. لازم به یادآوری است زبان سی شارپ به بزرگی یا کوچکی حروف حساس است.

تشخیص و تعریف کلاس‌های برنامه

کار را با یک مثال شروع می‌کنیم. فرض کنید به عنوان بخشی از راه حل یک مسئله بزرگ، لازم است محیط و مساحت یک سری چهارضلعی را محاسبه کنیم و قصد داریم این وظیفه را به طور کامل بر عهده قطعه کدهای مستقلی در برنامه قرار دهیم. به عبارت دیگر قصد داریم متناظر با هر یک از چهارضلعی‌های موجود در مسئله یک شیء در برنامه داشته باشیم که قادر است محیط و مساحت خود را محاسبه و ارائه نماید. کلاس زیر که با زبان سی شارپ نوشته شده امکان ایجاد اشیاء مورد نظر را فراهم می‌کند.

public class Rectangle
{
   public double Width;
   public double Height;
 
   public double Area()
   {
      return Width*Height;
   }
 
   public double Perimeter()
   {
      return 2*(Width + Height);
   }
}

در این قطعه برنامه نکات زیر قابل توجه است:
  • کلاس با کلمه کلیدی class تعریف می‌شود.
  • همان طور که مشاهده می‌کنید تعریف کلاس با کلمه public آغاز شده است. این کلمه محدوده دسترسی به کلاس را تعیین می‌کند. در اینجا از کلمه public استفاده کردیم تا بخش‌های دیگر برنامه امکان استفاده از این کلاس را داشته باشند.
  • پس از کلمه کلیدی class نوبت به نام کلاس می‌رسد. اگرچه انتخاب نام مورد نظر امری اختیاری است اما در آینده حتماً اصول و قراردادهای نام‌گذاری در دات‌نت را مطالعه نمایید. در حال حاضر حداقل به خاطر داشته باشید تا انتخاب نامی مناسب که گویای کاربرد کلاس باشد بسیار مهم است.
  • باقیمانده کد، بدنه کلاس را تشکیل می‌دهد. جاییکه ویژگی ها، رفتار‌ها و ... یا به طور کلی اعضای کلاس تعریف می‌شوند.
نکته: کلماتی مانند public که پیش از تعریف کلاس یا اعضای آن قرار می‌گیرند Modifier یا پیراینده نام دارند. که البته به نظر من ترجمه این گونه واژه‌ها از کارهای شیطان است. بنابراین از این پس بهتر است همان Modifier را به خاطر داشته باشید. از آنجا که public مدیفایری است که سطح دسترسی را تعیین می‌کند به آن یک Access Modifier می‌گویند. در یک بخش از این سری مقالات تمامی مدیفایرها بررسی خواهند شد.

ایجاد شیء از یک کلاس و نحوه دسترسی به شیء ایجاد شده

شیء و کلاس چیزهای متفاوتی هستند. یک کلاس نوع یک شیء را تعریف می‌کند. اما یک شیء یک موجودیت عینی و واقعی بر اساس یک کلاس است. در اصطلاح از شیء به عنوان یک نمونه (Instance) یا وهله ای از کلاس مربوطه یاد می‌کنیم. همچنین به عمل ساخت شیء نمونه سازی یا وهله سازی گوییم.
برای ایجاد شیء از کلمه کلیدی new و به دنبال آن نام کلاسی که قصد داریم بر اساس آن یک شیء بسازیم استفاده می‌کنیم. همان طور که اشاره شد کلاس یک نوع را تعریف می‌کند. پس از آن می‌توان همانند سایر انواع مانند int, string, … برای تعریف متغیر استفاده نمود. به مثال زیر توجه کنید.
Rectangle rectangle = new Rectangle();
در این مثال rectangle که با حرف کوچک شروع شده و می‌توانست هر نام دلخواه دیگری باشد ارجاعی به شیء ساخته شده را به دست می‌دهد. وقتی نمونه ای از یک کلاس ایجاد می‌شود یک ارجاع به شیء تازه ساخته شده برای برنامه نویس برگشت داده می‌شود. در این مثال rectangle یک ارجاع به شیء تازه ساخته شده است یعنی به آن اشاره می‌کند اما خودش شامل داده‌های آن شیء نیست. تصور کنید این ارجاع تنها دستگیره ای برای شیء ساخته شده است که دسترسی به آن را برای برنامه نویس میسر می‌کند. درک این مطلب از این جهت دارای اهمیت است که بدانید می‌شود یک دستگیره یا ارجاع دیگر بسازید بدون آنکه شیء جدیدی تولید کنید.
Rectangle rectangle;
البته توصیه نمی‌کنم چنین ارجاعی را تعریف کنید چرا که به هیچ شیء خاصی اشاره نمی‌کند. و تلاش برای استفاده از آن منجر به بروز خطای معروفی در برنامه خواهد شد. به هر حال یک ارجاع می‌توان ساخت چه با ایجاد یک شیء جدید و یا با نسبت دادن یک شیء موجود به آن.
Rectangle rectangle1 = new Rectangle();
Rectangle rectangle2 = rectangle1;
در این کد دو ارجاع یا دستگیره ایجاد شده است که هر دو به یک شیء اشاره می‌کنند. بنابراین ما با استفاده از هر دو ارجاع می‌توانیم به همان شیء واحد دسترسی پیدا کنیم و اگر مثلاً با rectangle1 در شیء مورد نظر تغییری بدهیم و سپس با rectangle2 شیء را مورد بررسی قرار دهیم تغییرات داده شده قابل مشاهده خواهد بود چون هر دو ارجاع به یک شیء اشاره می‌کنند. به همین دلیل کلاس‌ها را به عنوان نوع ارجاعی می‌شناسیم در مقایسه با انواع داده دیگری که اصطلاحاً نوع مقداری هستند.
حالا می‌توان شیء ساخته شده را با استفاده از ارجاعی که به آن داریم به کار برد.
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.Width = 10.5;
rectangle.Height = 10;
double a = rectangle.Area();
ابتدا عرض و ارتفاع شیء چهارضلعی را مقدار دهی کرده و سپس مساحت را دریافت کرده ایم. از نقطه برای دسترسی به اعضای یک شیء استفاده می‌شود.

فیلدها

اگر به تعریف کلاس دقت کنید مشخص است که دو متغییر Width و Height را با سطح دسترسی عمومی تعریف کرده ایم.
به متغیرهایی از هر نوع که مستقیماً درون کلاس تعریف شوند (و نه مثلاً داخل یک تابع درون کلاس) فیلد می‌گوییم. فیلدها از اعضای کلاس دربردارنده آن‌ها محسوب می‌شوند.
تعریف فیلدها مستقیماً در بدنه کلاس با یک Access Modifier شروع می‌شود و به دنبال آن نوع فیلد و سپس نام دلخواه برای فیلد می‌آید.
تذکر: نامگذاری مناسب یکی از مهمترین اصولی است که یک برنامه نویس باید همواره به آن توجه کافی داشته باشد و به شدت در بالا رفتن کیفیت برنامه موثر است. به خاطر داشته باشید تنها اجرا شدن و کار کردن یک برنامه کافی نیست. رعایت بسیاری از اصول مهندسی نرم افزار که ممکن است نقش مستقیمی در کارکرد برنامه نداشته باشند موجب سهولت در نگهداری و توسعه برنامه شده و به همان اندازه کارکرد صحیح برنامه مهم هستند. بنابراین مجدداً شما را دعوت به خواندن مقاله یاد شده بالا در مورد اصول نامگذاری صحیح می‌کنم. هر مفهوم تازه ای که می‌آموزید می‌توانید به اصول نامگذاری همان مورد در مقاله پیش گفته مراجعه نمایید. همچنین افزونه هایی برای Visual Studio وجود دارد که شما را در زمینه نامگذاری صحیح و بسیاری موارد دیگر هدایت می‌کنند که یکی از مهمترین آن‌ها Resharper نام دارد.
مثال:
// public field (Generally not recommended.)
public double Width;
همان طور که در این قطعه کد به عنوان توضیح درج شده است استفاده از فیلدهایی با دسترسی عمومی توصیه نمی‌شود. علت آن واضح است. چون هیچ کنترلی برای مقداری که برای آن در نظر گرفته می‌شود نداریم. به عنوان مثال امکان دارد یک مقدار منفی برای عرض یا ارتفاع شیء درج شود حال آنکه می‌دانیم عرض یا ارتفاع منفی معنا ندارد. در قسمت بعدی این سری مقالات این مشکل را بررسی و حل خواهیم نمود.
فیلد‌ها معمولاً با سطح دسترسی خصوصی و برای نگهداری از داده‌هایی که مورد نیاز بیش از یک متد (یا تابع) درون کلاس است و آن داده‌ها باید پس از خاتمه کار یک متد همچنان باقی بمانند استفاده می‌شود. بدیهی است در غیر اینصورت به جای تعریف فیلد می‌توان از متغیرهای محلی (متغیری که درون خود تابع تعریف می‌شود) استفاده نمود.
همان طور که پیشتر اشاره شد برای دسترسی به یک فیلد ابتدا یک نقطه پس از نام شیء درج کرده و سپس نام فیلد مورد نظر را می‌نویسیم.
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.Width = 10.5;
در هنگام تعریف یک فیلد در صورت نیاز می‌توان برای آن یک مقدار اولیه را در نظر گرفت. مانند مثال زیر:
public class Rectangle
{
   public double Width = 5;
   // ...
}

متدها

متدها قطعه کدهایی شامل یک سری دستور هستند. این مجموعه دستورات با فراخوانی متد و تعیین آرگومان‌های مورد نیاز اجرا می‌شوند. در زبان سی شارپ به نوعی تمام دستورات در داخل متدها اجرا می‌شوند. در این زبان تمامی توابع در داخل کلاس‌ها تعریف می‌شوند و بنابراین همه متد هستند.
متدها نیز مانند فیلد‌ها در داخل کلاس تعریف می‌شوند. ابتدا یک Access Modifier سطح دسترسی را تعیین می‌نماید. سپس به ترتیب نوع خروجی، نام متد و لیست پارامترهای آن در صورت وجود درج می‌شود. به مجموعه بخش‌های یاد شده امضای متد می‌گویند.
پارامترهای یک متد داخل یک جفت پرانتز قرار می‌گیرند و با کاما (,) از هم جدا می‌شوند. یک جفت پرانتز خالی نشان دهنده آن است که متد نیاز به هیچ پارامتری ندارد.
بار دیگر به بخش تعریف متدهای کلاسی که ایجاد کردیم توجه نمایید.
public class Rectangle
{
   // ...
 
   public double Area()
   {
      return Width*Height;
   }
 
   public double Perimeter()
   {
      return 2*(Width + Height);
   }
}
در این کلاس دو متد به نام‌های  Area و Perimeter به ترتیب برای محاسبه مساحت و محیط چهارضلعی تعریف شده است. همانطور که پیشتر اشاره شد متدها برای پیاده سازی رفتار اشیاء یا همان کارکردهای آن‌ها استفاده می‌شوند. در این مثال شیء ما قادر است مساحت و محیط خود را محاسبه نماید. چه شیء خوش رفتاری!
همچنین توجه نمایید این شیء برای محاسبه مساحت و محیط خود نگاهی به ویژگی‌های خود یعنی عرض و ارتفاعش که در فیلدهای آن نگهداری می‌کنیم می‌اندازد.
فراخوانی متد یک شیء همانند دسترسی به فیلد آن است. ابتدا نام شیء سپس یک نقطه و به دنبال آن نام متد مورد نظر به همراه پرانترها. آرگومان‌های مورد نیاز در صورت وجود داخل پرانتزها قرار می‌گیرند و با کاما از هم جدا می‌شوند. که البته در این مثال متد ما نیازی به آرگومان ندارد. به همین دلیل برای فراخوانی آن تنها یک جفت پرانتز خالی قرار می‌دهیم.
در این بخش به دو مفهوم پارامتر و آرگومان اشاره شد. تفاورت آن‌ها چیست؟
در هنگام تعریف یک متد نام و نوع پارامترهای مورد نیاز را تعیین و درج می‌نماییم. حال وقتی قصد فراخوانی متد را داریم باید مقادیر واقعی که آرگومان نامیده می‌شود را برای هر یک از پارامترهای تعریف شده فراهم نماییم. نوع آرگومان باید با نوع پارامتر تعریف شده تطبیق داشته باشد. اما اگر یک متغیر را به عنوان آرگومان در هنگام فراخوانی متد استفاده می‌کنیم نیازی به یکسان بودن نام آن متغیر و نام پارامتر تعریف شده نیست.
متدها می‌توانند یک مقدار را به کدی که آن متد را فراخوانی کرده است بازگشت دهند.
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.Width = 10.5;
rectangle.Height = 10;
double p = rectangle.Perimeter();
در این مثال مشاهده می‌کنید که پس از فراخوانی متد Perimeter مقدار بازگشتی آن در متغیری به نام p قرار گرفته است. اگر نوع خروجی یک متد که در هنگام تعریف آن پیش از نام متد قرار می‌گیرد void یا پوچ نباشد، متد می‌تواند مقدار مورد نظر را با استفاده از کلمه کلیدی return بازگشت دهد. کلمه return و به دنبال آن مقداری که از نظر نوع باید با نوع خروجی تعیین شده تطبیق داشته باشد، مقدار درج شده را به کد فراخوان متد بازگشت می‌دهد.
نکته: کلمه return علاوه بر بازگشت مقدار مورد نظر سبب پایان اجرای متد نیز می‌شود. حتی در صورتی که نوع خروجی یک متد void تعریف شده باشد استفاده از کلمه return بدون اینکه مقداری به دنبال آن بیاید می‌تواند برای پایان اجرای متد، در صورت نیاز و مثلاً برقراری شرطی خاص مفید باشد. بدون کلمه return متد زمانی پایان می‌یابد که به پایان قطعه کد بدنه خود برسد. توجه نمایید که در صورتی که نوع خروجی متد چیزی به جز void است استفاده از کلمه return به همراه مقدار مربوطه الزامی است.
مقدار خروجی یک متد را می‌توان هر جایی که مقداری از همان نوع مناسب است مستقیماً به کار برد. همچنین می‌توان آن را در یک متغیر قرار داد و سپس از آن استفاده نمود.
به عنوان مثال کلاس ساده زیر را در نظر بگیرید که متدی دارد برای جمع دو عدد.
public class SimpleMath
{
   public int AddTwoNumbers(int number1, int number2)
   {
      return number1 + number2;
   }
}
و حال دو روش استفاده از این متد:
SimpleMath obj = new SimpleMath();

Console.WriteLine(obj.AddTwoNumbers(1, 2));

int result = obj.AddTwoNumbers(1, 2);
Console.WriteLine(result);
در روش اول مستقیماً خروجی متد مورد استفاده قرار گرفته است و در روش دوم ابتدا مقدار خروجی در یک متغیر قرار گرفته است و سپس از مقدار درون متغیر استفاده شده است. استفاده از متغیر برای نگهداری مقدار خروجی اجباری نبوده و تنها جهت بالا بردن خوانایی برنامه یا حفظ مقدار خروجی تابع برای استفاده‌های بعدی به کار می‌رود.

در بخش‌های بعدی بحث ما در مورد سایر اعضای کلاس و برخی جزییات پیرامون اعضای پیش گفته خواهد بود.
 
مطالب
مفاهیم برنامه نویسی ـ مروری بر پروپرتی‌ها
در مطلب پیشین کلاسی را برای حل بخشی از یک مسئله بزرگ تهیه کردیم. اگر فراموش کردید پیشنهاد می‌کنم یک بار دیگر آن مطلب را مطالعه کنید. بد نیست بار دیگر نگاهی به آن بیاندازیم.
public class Rectangle
{
    public double Width;
    public double Height;
 
    public double Area()
    {
        return Width*Height;
    }
 
    public double Perimeter()
    {
        return 2*(Width + Height);
    }
}
کلاس خوبی است اما همان طور که در بخش قبل مطرح شد این کلاس می‌تواند بهتر هم باشد. در این کلاس برای نگهداری حالت اشیائی که از روی آن ایجاد خواهند شد از متغیرهایی با سطح دسترسی عمومی استفاده شده است. این متغیرهای عمومی فیلد نامیده می‌شوند. مشکل این است که با این تعریف، اشیاء نمی‌توانند هیچ اعتراضی به مقادیر غیر معتبری که ممکن است به آن‌ها اختصاص داده شود، داشته باشند. به عبارت دیگر هیچ کنترلی بر روی مقادیر فیلدها وجود ندارد. مثلاً ممکن است یک مقدار منفی به فیلد طول اختصاص یابد. حال آنکه طول منفی معنایی ندارد.

تذکر: ممکن است این سوال پیش بیاید که خوب ما کلاس را نوشته ایم و خودمان می‌دانیم چه مقادیری برای فیلدهای آن مناسب است. اما مسئله اینجاست که اولاً ممکن است کلاس تهیه شده توسط برنامه نویس دیگری مورد استفاده قرار گیرد. یا حتی پس از مدتی فراموش کنیم چه مقادیری برای کلاسی که مدتی قبل تهیه کردیم مناسب است. و از همه مهمتر این است که کلاس‌ها و اشیاء به عنوان ابزاری برای حل مسائل هستند و ممکن است مقادیری که به فیلدها اختصاص می‌یابد در زمان نوشتن برنامه مشخص نباشد و در زمان اجرای برنامه توسط کاربر یا کدهای بخش‌های دیگر برنامه تعیین گردد.
به طور کلی هر چه کنترل و نظارت بیشتری بر روی مقادیر انتسابی به اشیاء داشته باشیم برنامه بهتر کار می‌کند و کمتر دچار خطاهای مهلک و بدتر از آن خطاهای منطقی می‌گردد. بنابراین باید ساز و کار این نظارت را در کلاس تعریف نماییم.
برای کلاس‌ها یک نوع عضو دیگر هم می‌توان تعریف کرد که دارای این ساز و کار نظارتی است. این عضو Property نام دارد و یک مکانیسم انعطاف پذیر برای خواندن، نوشتن یا حتی محاسبه مقدار یک فیلد خصوصی فراهم می‌نماید.
تا اینجا باید به این نتیجه رسیده باشید که تعریف یک متغیر با سطح دسترسی عمومی در کلاس روش پسندیده و قابل توصیه ای نیست. بنابراین متغیرها را در سطح کلاس به صورت خصوصی تعریف می‌کنیم و از طریق تعریف Property امکان استفاده از آن‌ها در بیرون کلاس را ایجاد می‌کنیم.
حال به چگونگی تعریف Property‌‌ها دقت کنید.
public class Rectangle
{
    private double _width = 0;
    private double _height = 0;
 
    public double Width
    {
        get { return _width; }
        set { if (value > 0) { _width = value; } }
    }
 
    public double Height
    {
        get { return _height; }
        set { if (value > 0) { _height = value; } }
    }
 
    public double Area()
    {
        return _width * _height;
    }
 
    public double Perimeter()
    {
        return 2*(_width + _height);
    }
}
به تغییرات ایجاد شده در تعریف کلاس دقت کنید. ابتدا سطح دسترسی دو متغیر خصوصی شده است یعنی فقط اعضای داخل کلاس به آن دسترسی دارند و از بیرون قابل استفاده نیست. نام متغیرهای پیش گفته بر اساس اصول صحیح نامگذاری فیلدهای خصوصی تغییر داده شده است. ببینید اگر اصول نامگذاری را رعایت کنید چقدر زیباست. هر جای برنامه که چشمتان به width_ بخورد فوراً متوجه می‌شوید یک فیلد خصوصی است و نیازی نیست به محل تعریف آن مراجعه کنید. از طرفی یک مقدار پیش فرض برای این دو فیلد در نظر گرفته شده است که در صورتی که مقدار مناسبی برای آن‌ها تعیین نشد مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
دو قسمت اضافه شده دیگر تعریف دو Property مورد نظر است. یکی عرض و دیگری ارتفاع. خط اول تعریف پروپرتی تفاوتی با تعریف فیلد عمومی ندارد. اما همان طور که می‌بینید هر فیلد دارای یک بدنه است که با {} مشخص می‌شود. در این بدنه ساز و کار نظارتی تعریف می‌شود.
نحوه دسترسی به پروپرتی‌ها مشابه فیلدهای عمومی است. اما پروپرتی‌ها در حقیقت متدهای ویژه ای به نام اکسسور (Accessor) هستند که از طرفی سادگی استفاده از متغیرها را به ارمغان می‌آورند و از طرف دیگر دربردارنده امنیت و انعطاف پذیری متدها هستند. یعنی در عین حال که روشی عمومی برای داد و ستد مقادیر ارایه می‌دهند، کد پیاده سازی یا وارسی اطلاعات را مخفی نموده و استفاده کننده کلاس را با آن درگیر نمی‌کنند. قطعه کد زیر چگونگی استفاده از پروپرتی را نشان می‌دهد.
Rectangle rectangle = new Rectangle();
rectangle.Width = 10;
Console.WriteLine(rectangle.Width);
به خوبی مشخص است برای کد استفاده کننده از شیء که آن‌را کد مشتری می‌نامیم نحوه دسترسی به پروپرتی یا فیلد تفاورتی ندارد. در اینجا خط دوم که مقداری را به یک پروپرتی منتسب کرده سبب فراخوانی اکسسور set می‌گردد. همچنین مقدار منتسب شده یعنی ۱۰ در داخل بدنه اکسسور از طریق کلمه کلیدی value قابل دسترسی و ارزیابی است. در خط سوم که لازم است مقدار پروپرتی برای چاپ بازیابی یا خوانده شود منجر به فراخوانی اکسسور get می‌گردد.
تذکر: به دو اکسسور get و set مانند دو متد معمولی نگاه کنید از این نظر که می‌توانید در بدنه آن‌ها اعمال دلخواه دیگری بجز ذخیره و بازیابی اطلاعات پروپرتی را نیز انجام دهید.

چند نکته:
  • اکسسور get هنگام بازگشت یا خواندن مقدار پروپرتی اجرا می‌شود و اکسسور set زمان انتساب یک مقدار جدید به پروپرتی فراخوانی می‌شود. جالب آنکه در صورت لزوم این دو اکسسور می‌توانند دارای سطوح دسترسی متفاوتی باشند.
  • داخل اکسسور set کلمه کلیدی value مقدار منتسب شده را در اختیار قرار می‌دهد تا در صورت لزوم بتوان بر روی آن پردازش لازم را انجام داد.
  • یک پروپرتی می‌تواند فاقد اکسسور set باشد که در این صورت یک پروپرتی فقط خواندنی ایجاد می‌گردد. همچنین می‌تواند فقط شامل اکسسور set باشد که در این صورت فقط امکان انتساب مقادر به آن وجود دارد و امکان دریافت یا خواندن مقدار آن میسر نیست. چنین پروپرتی ای فقط نوشتنی خواهد بود.
  • در بدنه اکسسور set الزامی به انتساب مقدار منتسب توسط کد مشتری نیست. در صورت صلاحدید می‌توانید به جای آن هر مقدار دیگری را در نظر بگیرید یا عملیات مورد نظر خود را انجام دهید.
  • در بدنه اکسسور get هم هر مقداری را می‌توانید بازگشت دهید. یعنی الزامی وجود ندارد حتماً مقدار فیلد خصوصی متناظر با پروپرتی را بازگشت دهید. حتی الزامی به تعریف فیلد خصوصی برای هر پروپرتی ندارید. به طور مثال ممکن است مقدار بازگشتی اکسسور get حاصل محاسبه و ... باشد.

اکنون مثال دیگری را در نظر بگیرید. فرض کنید در یک پروژه فروشگاهی در حال تهیه کلاسی برای مدیریت محصولات هستید. قصد داریم یک پروپرتی ایجاد کنیم تا نام محصول را نگهداری کند و در حال حاضر هیچ محدودیتی برای نام یک محصول در نظر نداریم. کد زیر را ببینید.
public class Product
{
    private string _name;
    public string Name
    {
        get { return _name; }
        set { _name = value; }
    }
}
همانطور که می‌بینید در بدنه اکسسورهای پروپرتی Name هیچ عملیات نظارتی ای در نظر گرفته نشده است. آیا بهتر نبود بیهوده پروپرتی تعریف نکنیم و خیلی ساده از یک فیلد عمومی که همین کار را انجام می‌دهد استفاده کنیم؟ خیر. بهتر نبود. مهمترین دلیلی که فعلاً کافی است تا شما را قانع کند تعریف پروپرتی روش پسندیده‌تری از فیلد عمومی است را بررسی می‌کنیم.
فرض کنید پس از مدتی متوجه شدید اگر نام بسیار طولانی ای برای محصول درج شود ظاهر برنامه شما دچار مشکل می‌شود. پس باید بر روی این مورد نظارت داشته باشید. دیدیم که برای رسیدن به این هدف باید فیلد عمومی را فراموش و به جای آن پروپرتی تعریف کنیم. اما مسئله اینست که تبدیل یک فیلد عمومی به پروپرتی میتواند سبب بروز ناسازگاری‌هایی در بخش‌های دیگر برنامه که از این کلاس و آن فیلد استفاده می‌کنند شود. پس بهتر آن است که از ابتدا پروپرتی تعریف کنیم هر چند نیازی به عملیات نظارتی خاصی نداریم. در این حالت اگر نیاز به پردازش بیشتر پیدا شد به راحتی می‌توانیم کد مورد نظر را در اکسسورهای موجود اضافه کنیم بدون آنکه نیازی به تغییر بخش‌های دیگر باشد.
و یک خبر خوب! از سی شارپ ۳ به بعد ویژگی جدیدی در اختیار ما قرار گرفته است که می‌توان پروپرتی‌هایی مانند مثال بالا را که نیازی به عملیات نظارتی ندارند، ساده‌تر و خواناتر تعریف نمود. این ویژگی جدید پروپرتی اتوماتیک یا Auto-Implemented Property نام دارد. مانند نمونه زیر.
public class Product
{
    public string Name { get; set; }
}
این کد مشابه کد پیشین است با این تفاوت که خود کامپایلر یک متغیر خصوصی و بی نام را ایجاد می‌نماید که فقط داخل اکسسورهای پروپرتی قابل دسترسی است.
البته استفاده از پروپرتی برتری دیگری هم دارد. و آن کنترل سطح دسترسی اکسسورها است.  مثال زیر را ببینید.
public class Student
{
    public DateTime Birthdate { get; set; }
 
    public double Age { get; private set; }
}
کلاس دانشجو یک پروپرتی به نام تاریخ تولد دارد که قابل خواندن و نوشتن توسط کد مشتری (کد استفاده کننده از کلاس یا اشیاء آن) است. و یک پروپرتی دیگر به نام سن دارد که توسط کد مشتری تنها قابل خواندن است. و تنها توسط سایر اعضای داخل همین کلاس قابل نوشتن است. چون اکسسور set آن به صورت خصوصی تعریف شده است. به این ترتیب بخش دیگری از کلاس سن دانشجو را بر اساس تاریخ تولد او محسابه می‌کند و در پروپرتی Age قرار می‌دهد و کد مشتری می‌تواند آن‌را مورد استفاده قرار دهد اما حق دستکاری آن‌را ندارد. به همین ترتیب در صورت نیاز اکسسور get را می‌توان خصوصی کرد تا پروپرتی از دید کد مشتری فقط نوشتنی باشد. اما حتماً می‌توانید حدس بزنید که نمی‌توان هر دو اکسسور را خصوصی کرد. چرا؟
تذکر: در هنگام تعریف یک فیلد می‌توان از کلمه کلیدی readonly استفاده کرد تا یک فیلد فقط خواندنی ایجاد گردد. اما در اینصورت فیلد تعریف شده حتی داخل کلاس هم فقط خواندنی است و فقط در هنگام تعریف یا در متد سازنده کلاس امکان مقدار دهی به آن وجود دارد. در بخش‌های بعدی مفهوم سازنده کلاس مورد بررسی خواهد گرفت.
مطالب
C# 7 - Tuple return types and deconstruction
روش‌های زیادی برای بازگشت چندین مقدار از یک متد وجود دارند؛ مانند استفاده‌ی از آرایه‌ها برای بازگشت اشیایی از یک جنس، ایجاد یک کلاس سفارشی با خواص متفاوت و استفاده از پارامترهای out و ref همانند روش‌های متداول در C و ++C. در این بین روش دیگری نیز به نام Tuples از زمان NET 4.0. برای بازگشت چندین شیء با نوع‌های مختلف، ارائه شده‌است که در C# 7 نحوه‌ی تعریف و استفاده‌ی از آن‌ها بهبود قابل ملاحظه‌ای یافته‌است.


Tuple چیست؟

هدف از کار با Tupleها، عدم تعریف یک کلاس جدید به همراه خواص آن، جهت بازگشت بیش از یک مقدار از یک متد، توسط وهله‌ای از این کلاس جدید می‌باشد. برای مثال اگر بخواهیم از متدی، دو مقدار شهر و ناحیه را بازگشت دهیم، یک روش آن، ایجاد کلاس مکان زیر است:
public class Location   
{ 
     public string City { get; set; } 
     public string State { get; set; } 
 
     public Location(string city, string state) 
     { 
           City = city; 
           State = state; 
     } 
}
و سپس، وهله سازی و بازگشت آن:
 var location = new Location("Lake Charles","LA");
اما توسط Tuples، بدون نیاز به تعریف یک کلاس جدید، باز هم می‌توان به همین دو خروجی، دسترسی یافت:
 var location = new Tuple<string,string>("Lake Charles","LA");   
// Print out the address
var address = $"{location.Item1}, {location.Item2}";


مشکلات نوع Tuple در نگارش‌های قبلی دات نت

هرچند Tuples از زمان دات نت 4 در دسترس هستند، اما دارای این کمبودها و مشکلات می‌باشند:
static Tuple<int, string, string> GetHumanData()
{
   return Tuple.Create(10, "Marcus", "Miller");
}
الف) پارامترهای خروجی آن‌ها ثابت و با نام‌هایی مانند Item1، Item2 و امثال آن هستند که در حین استفاده، به علت ضعف نامگذاری، کاربرد آن‌ها دقیقا مشخص نیست و کاملا بی‌معنا هستند:
 var data = GetHumanData();
Console.WriteLine("What is this value {0} or this {1}",  data.Item1, data.Item3);
ب) Reference Type هستند (کلاس هستند) و در زمان وهله سازی، میزان مصرف حافظه‌ی بیشتری را نسبت به Value Types (معادل Tuples در C# 7) دارند.
ج) Tuples در دات نت 4، صرفا یک کتابخانه‌ی اضافه شده‌ی به فریم ورک بوده و زبان‌های دات نتی، پشتیبانی توکاری را از آن‌ها جهت بهبود و یا ساده سازی تعریف آن‌ها، ارائه نمی‌دهند.


ایجاد Tuples در C# 7

برای ایجاد Tuples در سی شارپ 7، از پرانتزها به همراه ذکر نام و نوع پارامترها استفاده می‌شود.
(int x1, string s1) = (3, "one");
Console.WriteLine($"{x1} {s1}");
در مثال فوق، یک Tuple ایجاد شده‌است و در آن مقدار 3 به x1 و مقدار "one" به s1 انتساب داده شده‌اند. به این عملیات deconstruction هم می‌گویند.
دسترسی به این مقادیر نیز همانند متغیرهای معمولی است.

اگر سعی کنیم این قطعه کد را کامپایل نمائیم، با خطای ذیل متوقف خواهیم شد:
 error CS8179: Predefined type 'System.ValueTuple`2' is not defined or imported
برای رفع این مشکل نیاز است بسته‌ی نیوگت ذیل را نیز نصب کرد:
 PM> install-package System.ValueTuple

تعاریف متغیرهای بازگشتی، خارج از پرانتزها هم می‌توانند صورت گیرند:
int x2;
string s2;
(x2, s2) = (42, "two");
Console.WriteLine($"{x2} {s2}");


بازگشت Tuples از متدها

متد ذیل، دو خروجی نتیجه و باقیمانده‌ی تقسیم دو عدد صحیح را باز می‌گرداند:
static (int, int) Divide(int x, int y)
{
   int result = x / y;
   int reminder = x % y;
 
   return (result, reminder);
}
برای این منظور، نوع خروجی متد به صورت (int, int) و همچنین مقدار بازگشتی نیز به صورت یک Tuple از نتیجه و باقیمانده‌ی تقسیم، تعریف شده‌است.
در ادامه نحوه‌ی استفاده‌ی از این متد را مشاهده می‌کنید:
 (int result, int reminder) = Divide(11, 3);
Console.WriteLine($"{result} {reminder}");

در اینجا امکان استفاده‌ی از var نیز برای تعریف نوع متغیرهای دریافتی از یک Tuple نیز وجود دارد و کامپایلر به صورت خودکار نوع آن‌ها را بر اساس نوع خروجی tuple مشخص می‌کند:
 (var result1, var reminder1) = Divide(11, 3);
Console.WriteLine($"{result1} {reminder1}");
و یا حتی چون نوع var پارامترها در اینجا یکی است و در هر دو حالت به int اشاره می‌کند، می‌توان این var را در خارج از پرانتز هم قرار داد:
 var (result1, reminder1) = Divide(11, 3);

و یا برای نمونه متد GetHumanData دات نت 4 ابتدای بحث را به صورت ذیل می‌توان در C# 7 بازنویسی کرد:
static (int, string, string) GetHumanData()
{
   return (10, "Marcus", "Miller");
}
و سپس به نحو واضح‌تری از آن استفاده نمود؛ بدون استفاده‌ی اجباری از Item1 و غیره (هرچند هنوز هم می‌توان از آن‌ها استفاده کرد):
 (int Age, string FirstName, string LastName) results = GetHumanData();
Console.WriteLine(results.Age);
Console.WriteLine(results.FirstName);
Console.WriteLine(results.LastName);


پشت صحنه‌ی Tuples در C# 7

همانطور که عنوان شد، برای اینکه بتوانید قطعه کدهای فوق را کامپایل کنید، نیاز به بسته‌ی نیوگت System.ValueTuple است. در حقیقت کامپایلر خروجی متد فوق را به نحو ذیل تفسیر می‌کند:
 ValueTuple<int, int> tuple1 = Divide(11, 3);
برای مثال قطعه کد
 (int, int) n = (1,1);
System.Console.WriteLine(n.Item1);
توسط کامپایلر به قطعه کد ذیل ترجمه می‌شود:
 ValueTuple<int, int> n = new ValueTuple<int, int>(1, 1);
System.Console.WriteLine(n.Item1);
- برخلاف نگارش‌های پیشین دات نت که Tuples در آن‌ها reference type بودند، این ValueTuple یک struct است و به همین جهت سربار تخصیص حافظه‌ی کمتری را به همراه داشته و از لحاظ کارآیی و میزان مصرف حافظه بهینه‌تر عمل می‌کند.
- همچنین در اینجا محدودیتی از لحاظ تعداد پارامترهای ذکر شده‌ی در یک Tuple وجود ندارد.
 (int,int,int,int,int,int,int,(int,int))
در اینجا هم مانند قبل (دات نت 4) 8 آیتم را می‌توان تعریف کرد؛ اما چون آخرین آیتم ValueTuple تعریف شده نیز یک Tuple است، در عمل محدودیتی از نظر تعداد پارامتر نخواهیم داشت.


مفهوم Tuple Literals

همانند نگارش‌های پیشین دات نت، خروجی یک Tuple را می‌توان به یک متغیر از نوع var و یا ValueType نیز نسبت داد:
 var tuple2 = ("Stephanie", 7);
Console.WriteLine($"{tuple2.Item1}, {tuple2.Item2}");
در این حالت برای دسترسی به مقادیر Tuple همانند قبل باید از فیلدهای Item1 و Item2 و ... استفاده کرد.
به علاوه در سی شارپ 7  می‌توان برای اعضای یک Tuple نام نیز تعریف کرد که به آن‌ها Tuple literals گویند:
 var tuple3 = (Name: "Matthias", Age: 6);
Console.WriteLine($"{tuple3.Name} {tuple3.Age}");
در این حالت زمانیکه Tuple به یک متغیر از نوع var نسبت داده می‌شود، می‌توان به خروجی آن بر اساس نام‌های اعضای Tuple، بجای ذکر Item1 و ... دسترسی یافت که خوانایی بیشتری دارند.

و یا هنگام تعریف نوع خروجی، می‌توان نام پارامترهای متناظر را نیز ذکر کرد که به آن named elements هم می‌گویند:
static (int radius, double area) CalculateAreaOfCircle(int radius)
{
   return (radius, Math.PI * Math.Pow(radius, 2));
}
و نمونه‌ای از کاربرد آن به صورت ذیل است که در اینجا خروجی Tuple صرفا به یک متغیر از نوع var نسبت داده شده‌است و توسط نام پارامترهای خروجی متد، می‌توان به اعضای Tuple دسترسی یافت.
 var circle = CalculateAreaOfCircle(2);
Console.WriteLine($"A circle of radius, {circle.radius}," +
 $" has an area of {circle.area:N2}.");


مفهوم Deconstructing Tuples

مفهوم deconstruction که در ابتدای بحث عنوان شد صرفا مختص به Tuples نیست. در C# 7 می‌توان مشخص کرد که چگونه یک نوع خاص، به اجزای آن تجزیه شود. برای مثال کلاس شخص ذیل را درنظر بگیرید:
class Person
{
    private readonly string _firstName;
    private readonly string _lastName;
 
    public Person(string firstname, string lastname)
    {
        _firstName = firstname;
        _lastName = lastname;
    }
 
    public override String ToString() => $"{_firstName} {_lastName}";
 
    public void Deconstruct(out string firstname, out string lastname)
    {
        firstname = _firstName;
        lastname = _lastName;
    }
}
- در اینجا یک متد جدید را به نام Deconstruct مشاهده می‌کنید. کار این متد جدید که توسط کامپایلر استفاده خواهد شد، ارائه‌ی روشی است برای «تجزیه‌ی» یک نوع، به یک Tuple‌. متد Deconstruct تعریف شده‌ی در اینجا توسط پارامترهایی از نوع out، دو خروجی را مشخص می‌کنند. امکان تعریف این متد ویژه، به صورتیکه یک Tuple را بازگرداند، وجود ندارد.
- علت تعریف این دو خروجی هم به constructor و یا سازنده‌ی کلاس بر می‌گردد که دو ورودی را دریافت می‌کند. اگر یک کلاس چندین سازنده داشته باشد، به همان تعداد می‌توان متد Deconstruct تعریف کرد؛ به همراه خروجی‌هایی متناظر با نوع پارامترهای سازنده‌ها.
- علت استفاده‌ی از نوع خروجی out نیز این است که در #C نمی‌توان چندین overload را صرفا بر اساس نوع خروجی‌های متفاوت متدها تعریف کرد.
- متد Deconstruct به صورت خودکار در زمان تجزیه‌ی یک شیء به یک tuple فراخوانی می‌شود. در مثال زیر، شیء p1 به یک Tuple تجزیه شده‌است و این تجزیه بر اساس متد Deconstruct این کلاس مفهوم پیدا می‌کند:
 var p1 = new Person("Katharina", "Nagel");
(string first, string last) = p1;
Console.WriteLine($"{first} {last}");


امکان تعریف متد Deconstruct‌، به صورت یک متد الحاقی

روش اول تعریف متد ویژه‌ی Deconstruct را در مثال قبل، در داخل کلاس اصلی مشاهده کردید. روش دیگر آن، استفاده‌ی از متدهای الحاقی است که در این مورد خاص نیز مجاز است:
public class Rectangle
{
    public Rectangle(int height, int width)
    {
        Height = height;
        Width = width;
    }
 
    public int Width { get; }
    public int Height { get; }
}
 
public static class RectangleExtensions
{
    public static void Deconstruct(this Rectangle rectangle, out int height, out int width)
    {
        height = rectangle.Height;
        width = rectangle.Width;
    }
}
در اینجا کلاس مستطیل دارای سازنده‌ای با دو پارامتر است؛ اما متد Deconstruct آن به صورت یک متد الحاقی، خارج از کلاس اصلی تعریف شده‌است.
اکنون امکان انتساب وهله‌ای از این کلاس به یک Tuple وجود دارد:
 var r1 = new Rectangle(100, 200);
(int height, int width) = r1;
Console.WriteLine($"height: {height}, width: {width}");


امکان جایگزین کردن Anonymous types با Tuples

قطعه کد ذیل را در نظر بگیرید:
List<Employee> allEmployees = new List<Employee>()
{
  new Employee { ID = 1L, Name = "Fred", Salary = 50000M },
  new Employee { ID = 2L, Name = "Sally", Salary = 60000M },
  new Employee { ID = 3L, Name = "George", Salary = 70000M }
};
var wellPaid =
  from oneEmployee in allEmployees
  where oneEmployee.Salary > 50000M
  select new { EmpName = oneEmployee.Name,
               Income = oneEmployee.Salary };
در اینجا خروجی LINQ تهیه شده یک لیست anonymously typed است؛ با محدودیت‌هایی مانند عدم امکان استفاده‌ی از خروجی آن در سایر اسمبلی‌ها. این نوع‌های ویژه تنها محدود هستند به همان اسمبلی که در آن تعریف می‌شوند. اما در C# 7 می‌توان قطعه کد فوق را با Tuples به صورت ذیل بازنویسی کرد که این محدودیت‌ها را هم ندارد (با هدف به حداقل رساندن تعداد ViewModel‌های تعریفی یک برنامه):
var wellPaid =
  from oneEmployee in allEmployees
  where oneEmployee.Salary > 50000M
  orderby oneEmployee.Salary descending
  select (EmpName: oneEmployee.Name,
          Income: oneEmployee.Salary);
var highestPaid = wellPaid.First().EmpName;


سایر کاربردهای Tuples

از Tuples صرفا برای تعریف چندین خروجی از یک متد استفاده نمی‌شود. در ذیل نحوه‌ی استفاده‌ی از آن‌ها را جهت تعریف کلید ترکیبی یک شیء دیکشنری و یا استفاده‌ی از آن‌ها را در آرگومان جنریک یک متد async هم مشاهده می‌کنید:
public Task<(int index, T item)> FindAsync<T>(IEnumerable<T> input, Predicate<T> match)
{
   var dictionary = new Dictionary<(int, int), string>();
   throw new NotSupportedException();
}
مطالب
کلاس‌ها در ES 6
رسمی‌ترین زبان‌های شیء گرا از کلاس‌ها و وراثت مربوط به آنها پشتیبانی می‌کنند؛ ولی از زمانی که JavaScript ساخته شد، به دلیل نداشتن کلاس‌ها باعث سردرگمی بیشتر توسعه دهنده‌ها شد. برای آشنایی با مباحث شیء گرایی در جاوااسکریپت  ^ و را مطالعه کنید.
در واقع کلاس‌ها در ES 6 هم واقعا مانند کلاس‌ها در سایر زبان‌ها نبوده و صرفا یک syntax آسان بر فراز روش‌های پیاده سازی انواع داده‌های شخصی در ورژن‌ها قبلی می‌باشند. این syntax به معنای تولید مدل جدید شیء گرایی در JavaScript نمی‌باشد و در ادامه خواهیم دید که این کلاس‌ها چیزی بجز یک function نیستند. در ورژن‌های قبل ES، تعریف نوع داده جدید به عنوان مثال به شکل زیر بود:
function PersonType(name) {
    this.name = name;
}

PersonType.prototype.sayName = function() {
    console.log(this.name);
};

let person = new PersonType("Nicholas");
person.sayName();   // outputs "Nicholas"

console.log(person instanceof PersonType);  // true
console.log(person instanceof Object);      // true
‫در کد بالا که مربوط است به ورژن 5 اکما اسکریپت، PersonType یک تابع سازنده است که دارای یک پراپرتی به نام name و یک متد در سطح آبجکت به نام sayName میباشد.
Class declarations یکی از روش‌های تعریف کلاس در ES 6 میباشد. به عنوان مثال در ورژن جدید، تعریف کلاس مثال فوق به شکل زیر خواهد بود:
class PersonClass {

    // equivalent of the PersonType constructor
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }

    // equivalent of PersonType.prototype.sayName
    sayName() {
        console.log(this.name);
    }
}

let person = new PersonClass("Nicholas");
person.sayName();   // outputs "Nicholas"

console.log(person instanceof PersonClass);     // true
console.log(person instanceof Object);          // true

console.log(typeof PersonClass);                    // "function"
console.log(typeof PersonClass.prototype.sayName);  // "function"
در کد بالا این بار به جای تعریف یک  تابع (function) به عنوان سازنده، برای ساخت نوع داده‌ی شخصی، خواهید توانست به صورت مستقیم این سازنده را درون کلاس خود با نام constructor که مشخصا برای این منظور در نظر گرفته شده است، تعریف کنید. همانطور که در خطوط آخر کد بالا مشخص است، کلاس PersonClass چیزی بجز یک function نیست و همین مورد گفته‌های ابتدایی مطلب را تأیید می‌کند.  باید توجه داشت که در تعریف هر کلاسی فقط یک تابع سازنده با نام constructor می‌تواند وجود داشته باشد؛ در غیر این صورت خطای syntax error را دریافت خواهیم کرد.
شباهت‌هایی و معادل‌هایی که در پیاده سازی مثال بالا در دو ورژن مختلف وجود دارد باعث خواهد شد که بدون نگرانی از اینکه با کدام ورژن کار می‌کنید، به صورت ترکیبی از آنها استفاده کنید.
Class Expressions روش دوم پیاده سازی کلاس‌ها در ES 6 می‌باشد؛ به دو صورت named و unnamed که به صورتیکه در زیر مشاهده می‌کنید، قابل تعریف خواهد بود:
//unnamed class expressions do not require identifiers after "class"
let PersonClass = class {

    // equivalent of the PersonType constructor
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }

    // equivalent of PersonType.prototype.sayName
    sayName() {
        console.log(this.name);
    }
};

let person = new PersonClass("Nicholas");
person.sayName();   // outputs "Nicholas"

console.log(person instanceof PersonClass);     // true
console.log(person instanceof Object);          // true

console.log(typeof PersonClass);                    // "function"
console.log(typeof PersonClass.prototype.sayName);  // "function"


//named
let PersonClass = class PersonClass2 {

    // equivalent of the PersonType constructor
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }

    // equivalent of PersonType.prototype.sayName
    sayName() {
        console.log(this.name);
    }
};

console.log(PersonClass === PersonClass2);  // true
همانطور که متوجه شدید، class‌ها به همانند function‌ها به دو شکل declarations و expressions قابل تعریف هستند (یکی دیگر از شباهت ها). یک نکته در حالت تعریف به صورت named این است که میتوان PerssonClass2 و PerssonClass را به دلیل اینکه هر دوی آنها اشاره‌گر به یک کلاس هستند، به جای هم استفاده کنید.
نکته جالب این که class expressions‌ها را می‌توان به عنوان آرگومان توابع دیگر هم ارسال کرد؛ برای مثال :
function createObject(classDef) {
    return new classDef();
}

let obj = createObject(class {
    sayHi() {
        console.log("Hi!");
    }
});

obj.sayHi();        // "Hi!"
در کد بالا createObject، متدی است که class expression ما به عنوان آرگومان آن پاس داده شده است و در نهایت توانسته‌ایم از این کلاس پاس داده شده در داخل متد نمونه سازی کرده و آن را به عنوان نتیجه‌ی برگشتی return کنیم. 
نکته جالب دیگر این که با استفاده از class expressions‌ها خواهیم توانست singleton‌ها را با فراخوانی بلافاصله‌ی سازنده کلاس، پیاده سازی کنیم. برای این منظور باید کلمه‌ی کلیدی new را قبل از کلمه‌ی کلیدی class نوشته و در پایان هم از دو پرانتز باز و بسته استفاده کنید که معادل فراخوانی سازنده‌ی کلاس خواهد بود.
let person = new class {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }

    sayName() {
        console.log(this.name);
    }
}("Nicholas");

person.sayName();       // "Nicholas  

در کد بالا ، "Nicholas" به عنوان آرگومان سازنده کلاس بی نام در هنگام ساخت نمونه از طریق پرانتز‌های باز و بسته انتهایی، پاس داده شده است. استفاده از class declarations یا class expressions برای کار با کلاس‌ها به سبک کاری شما مربوط خواهد شد و بس. ولی نکته این است که هر دو شکل پیاده سازی کلاس‌ها بر خلاف function declarations و function expressions ، قابلیت  hoisting  را نخواهند داشت و به صورت پیش فرض در حالت strict mode اجرا خواهند شد.

Accessor Properties

کلاس‌ها این امکان را دارند تا بتوان برای پراپرتی‌هایی که در سازنده‌ی کلاس تعریف شده‌اند، accessor property تعریف کرد. سینتکس استفاده شده‌ی برای این منظور، شبیه به ساخت object literal accessor‌ها در ES 5 میباشد.برای مثال:

class CustomHTMLElement {

    constructor(element) {
        this.element = element;
    }

    get html() {
        return this.element.innerHTML;
    }

    set html(value) {
        this.element.innerHTML = value;
    }
}

var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(CustomHTMLElement.prototype,\
 "html");

console.log("get" in descriptor);   // true
console.log("set" in descriptor);   // true

در کد بالا ، getter و setter برای محتوای html مربوط به پراپرتی element در نظر گرفته شده است که در واقعا نمایندگان (delegates) مربوط به متد innterHTML خود element می‌باشند. معادل همین پیاده سازی بدون استفاده از سینتکس کلاس، به شکل زیر خواهد بود:

// direct equivalent to previous example
let CustomHTMLElement = (function() {
    "use strict";

    const CustomHTMLElement = function(element) {
        // make sure the function was called with new
        if (typeof new.target === "undefined") {
            throw new Error("Constructor must be called with new.");
        }
        this.element = element;
    }

    Object.defineProperty(CustomHTMLElement.prototype, "html", {
        enumerable: false,
        configurable: true,
        get: function() {
            return this.element.innerHTML;
        },
        set: function(value) {
            this.element.innerHTML = value;
        }
    });
    return CustomHTMLElement;
}());

حتما متوجه شدید که با استفاده از سینتکس کلاس برای تعریف accessor property‌ها حجم کد نویسی شما خیلی کاهش خواهد یافت و این تنها تفاوت بین دو شکل پیاده سازی فوق میباشد.

Static Members

ساخت اعضای استاتیک در ورژن قبل برای مثال به شکل زیر بود:

function PersonType(name) {
    this.name = name;
}

// static method
PersonType.create = function(name) {
    return new PersonType(name);
};

// instance method
PersonType.prototype.sayName = function() {
    console.log(this.name);
};

var person = PersonType.create("Nicholas");

 در کد بالا یک متد استاتیک برای نوع داده شخصی PersonType در نظر گرفته شده است. این مورد در ES 6 بهبود یافته و فقط با قرار دادن کلمه‌ی کلیدی static قبل از نام متد و یا accessor property می‌توان به نتیجه‌ی مثال بالا دست یافت:

class PersonClass {

    // equivalent of the PersonType constructor
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }

    // equivalent of PersonType.prototype.sayName
    sayName() {
        console.log(this.name);
    }

    // equivalent of PersonType.create
    static create(name) {
        return new PersonClass(name);
    }
}

let person = PersonClass.create("Nicholas");

نکته این که نمی‌توان سازنده‌ی استاتیک در کلاس خود تعریف کرد. 


Inheritance

مشکل دیگری که در ES 5 برای پیاده سازی انواع داده شخصی وجود داشت، حجم بالای کد و مراحلی بود که برای پیاده سازی وراثت می‌بایستی متحمل می‌شدیم. برای مثال در ورژن قبلی باید به شکل زیر عمل میکردیم:

function Rectangle(length, width) {
    this.length = length;
    this.width = width;
}

Rectangle.prototype.getArea = function() {
    return this.length * this.width;
};

function Square(length) {
    Rectangle.call(this, length, length);
}

Square.prototype = Object.create(Rectangle.prototype, {
    constructor: {
        value:Square,
        enumerable: true,
        writable: true,
        configurable: true
    }
});

var square = new Square(3);
console.log(square.getArea());              // 9
console.log(square instanceof Square);      // true
console.log(square instanceof Rectangle);   // true

درکد بالا Square از Rectangle ارث بری کرده که برای این منظور Square.prototype را با ساخت نمونه‌ای از Rectangle.prototype بازنویسی کرده‌ایم. این سینتکس باعث سردرگمی اغلب تازه کاران خواهد شد. برای این منظور در ES 6 خیلی راحت با استفاده از کلمه‌ی کلیدی  extends بعد از نام کلاس و سپس نوشتن نام کلاس پایه خواهیم توانست به نتیجه‌ی بالا دست یابیم. به عنوان مثال:

class Rectangle {

    constructor(length, width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    getArea() {
        return this.length * this.width;
    }
}

class Square extends Rectangle {
    constructor(length) {
        // same as Rectangle.call(this, length, length)
        super(length, length);
    }
}

var square = new Square(3);
console.log(square.getArea());              // 9
console.log(square instanceof Square);      // true
console.log(square instanceof Rectangle);   // true

در کد بالا نیز کلاس Square از کلاس Rectangle ارث بری کرده و همانطور که مشخص است و انتظار داشتیم، متد getArea در یکی از اعضای به ارث برده شده از کلاس پایه، قابل دسترسی می‌باشد. در سازنده‌ی کلاس Square با استفاده از ()super توانسته‌ایم سازنده‌ی کلاس Rectangle را با آرگومان‌های مشخصی فراخوانی کنیم. 

اگر برای subclass، سازنده در نظر گرفته شود، باید سازنده‌ی کلاس پیاده سازی کننده حتما فراخوانی شود. در غیر این صورت با خطا روبرو خواهید شد. ولی در مقابل اگر هیچ سازنده‌ای برای subclass در نظر نگرفته باشید، به صورت خودکار سازنده‌ی کلاس پایه هنگام ساخت نمونه از این subclass فراخوانی خواهد شد:

class Square extends Rectangle {
    // no constructor
}

// Is equivalent to
class Square extends Rectangle {
    constructor(...args) {
        super(...args);
    }
}

همانطور که در کد بالا مشخص است اگر سازنده‌ای برای subclass در نظر گرفته نشود، تمام آرگومان‌های ارسالی، هنگام نمونه سازی از آن، به ترتیب به سازنده‌ی کلاس پایه نیز پاس داده خواهند شد.

 چند نکته

- فقط زمانی میتوان ()super را فراخوانی کرد که از بعد از نام کلاس از کلمه‌ی کلیدی extends استفاده شده باشد.
- باید قبل از دسترسی به کلمه‌ی کلیدی this در سازنده subclass، سازنده‌ی کلاس پایه را با استفاده از ()super فراخوانی کرد.
 

Class Methods 

 اگر در subclass متدی همنام متد کلاس پایه داشته باشید، به صورت خودکار متد کلاس پایه override خواهد شد. البته همیشه میتوان متد کلاس پایه را مستقیم هم فراخوانی کرد؛ به عنوان مثال:

class Square extends Rectangle {
    constructor(length) {
        super(length, length);
    }

    // override, shadow, and call Rectangle.prototype.getArea()
    getArea() {
        return super.getArea();
    }
}

در کد بالا متد getArea کلاس پایه بازنویسی شده است. ولی با این حال با استفاده از کلمه‌ی super به متد اصلی در کلاس پایه دسترسی داریم. 

نام متد‌ها حتی می‌توانند قابلیت محاسباتی داشته باشند. به عنوان مثال خواهید توانست به شکل زیر عمل کنید:

let methodName = "getArea";

class Square extends Rectangle {
    constructor(length) {
        super(length, length);
    }

    // override, shadow, and call Rectangle.prototype.getArea()
    [methodName]() {
        return super.getArea();
    }
}

کد بالا دقیقا با مثال قبل یکسان است با این تفاوت که نام متد getArea را به صورت رشته‌ای با قابلیت محاسباتی در نظر گرفتیم.

ارث بردن اعضای استاتیک یک مفهوم جدید در جاوااسکریپت می‌باشد که نمونه‌ی آن را می‌توانید در کد زیر مشاهده کنید:

class Rectangle {
    constructor(length, width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    getArea() {
        return this.length * this.width;
    }

    static create(length, width) {
        return new Rectangle(length, width);
    }
}

class Square extends Rectangle {
    constructor(length) {
        // same as Rectangle.call(this, length, length)
        super(length, length);
    }
}

var rect = Square.create(3, 4);
console.log(rect instanceof Rectangle);     // true
console.log(rect.getArea());                // 12
console.log(rect instanceof Square);        // false

در کد بالا متد استاتیک create یک متد استاتیک در کلاس پایه Rectangle می‌باشد که این بار در کلاس Square هم قابل دسترسی است.

قدرتمندترین جنبه‌ی کلاس‌های مشتق شده در ES 6 ، توانایی ارث بری از expression‌ها می‌باشد. شما می‌توانید کلمه‌ی کلیدی extends را با هر expression ای استفاده کنید. برای مثال:

function Rectangle(length, width) {
    this.length = length;
    this.width = width;
}

Rectangle.prototype.getArea = function() {
    return this.length * this.width;
};

class Square extends Rectangle {
    constructor(length) {
        super(length, length);
    }
}

var x = new Square(3);
console.log(x.getArea());               // 9
console.log(x instanceof Rectangle);    // true

در کد بالا Rectangle یک تابع سازنده برای تعریف نوع داده شخصی در ES 5 و Square، نوع داده با سینتکس کلاس در ES 6 می‌باشند. ولی با این حال کلاس Square توانسته است از Rectangle ارث بری کند.

یکی دیگر از امکانات فوق العاده‌ی آن، مشخص کردن داینامیک کلاس پایه است. برای مثال: 

function Rectangle(length, width) {
    this.length = length;
    this.width = width;
}

Rectangle.prototype.getArea = function() {
    return this.length * this.width;
};

function getBase() {
    return Rectangle;
}

class Square extends getBase() {
    constructor(length) {
        super(length, length);
    }
}

var x = new Square(3);
console.log(x.getArea());               // 9
console.log(x instanceof Rectangle);    // true

در کد بالا متد getBase می‌تواند شامل منطق بیشتری هم برای مشخص کردن داینامیک کلاس پایه باشد که این مورد در بعضی از سناریوها مفید خواهد بود.

new.target

با استفاده از مقدار موجود در این شیء، در سازنده‌ی کلاس می‌توان مشخص کرد که به چه شکلی به  کلاس مورد نظر استناد شده‌است. برای مثال:

class Rectangle {
    constructor(length, width) {
        console.log(new.target === Rectangle);
        this.length = length;
        this.width = width;
    }
}

// new.target is Rectangle
var obj = new Rectangle(3, 4);      // outputs true

در کد بالا با استفاده از new.target توانستیم که مشخص کنیم شیء ایجاد شده از نوع Rectangle می‌باشد. با استفاده از این امکان خوب می‌توان به ساخت کلاس‌های abstract رسید. برای مثال:

// abstract base class
class Shape {
    constructor() {
        if (new.target === Shape) {
            throw new Error("This class cannot be instantiated directly.")
        }
    }
}

class Rectangle extends Shape {
    constructor(length, width) {
        super();
        this.length = length;
        this.width = width;
    }
}

var x = new Shape();                // throws error
var y = new Rectangle(3, 4);        // no error
console.log(y instanceof Shape);    // true

در کد بالا که کاملا هم مشخص است؛ در سازنده‌ی کلاس Shape مشخص کرده‌ایم که اگر مستقیما از کلاس Shape نمونه سازی شد، یک exception را پرتاب کند. با این اوصاف ما توانسته‌ایم که کلاس Shape را به صورت Abstract معرفی کنیم.

مطالب
مفاهیم برنامه نویسی ـ آشنایی با سازنده‌ها
در مطلب پیشین برای نگهداری حالت شیء یا همان ویژگی‌های آن Property‌‌‌ها را در کلاس معرفی کردیم و پس از ایجاد شیء مقدار مناسبی را به پروپرتی‌ها اختصاص دادیم.
اگرچه ایجاد شیء و مقداردهی به ویژگی‌های آن ما را به هدفمان می‌رساند، اما بهترین روش نیست چرا که ممکن است مقداردهی به یک ویژگی فراموش شده و سبب شود شیء در وضعیت نادرستی قرار گیرد. این مشکل با استفاده از سازنده‌ها (Constructors) حل می‌شود.
سازنده (Constructor) عضو ویژه ای از کلاس است بسیار شبیه به یک متد که در هنگام وهله سازی (ایجاد یک شیء از کلاس) به صورت خودکار فراخوانی و اجرا می‌شود. وظیفه سازنده مقداردهی به ویژگی‌های عمومی و خصوصی شیء تازه ساخته شده و به طور کلی انجام هر کاری است که برنامه‌نویس در نظر دارد پیش از استفاده از شیء به انجام برساند.
مثالی که در این بخش بررسی می‌کنیم کلاس مثلث است. برای پیاده سازی این کلاس سه ویژگی در نظر گرفته ایم. قاعده، ارتفاع و مساحت. بله مساحت را این بار به جای متد به صورت یک پروپرتی پیاده سازی می‌کنیم. اگرچه در آینده بیشتر راجع به چگونگی انتخاب برای پیاده سازی یک عضو کلاس به صورت پروپرتی یا متد بحث خواهیم کرد اما به عنوان یک قانون کلی در نظر داشته باشید عضوی که به صورت منطقی به عنوان داده مطرح است را به صورت پروپرتی پیاده سازی کنید. مانند نام دانشجو. از طرفی اعضایی که دلالت بر انجام عملی دارند را به صورت متد پیاده سازی می‌کنیم. مانند متد تبدیل به نوع داده دیگر. (مثلاً ()Object.ToString)
public class Triangle
{
    private int _height;
    private int _baseLength;

    public int Height
    {
        get { return _height; }

        set
        {
            if (value < 1 || value > 100)
            {
                // تولید خطا
            }

            _height = value;
        }
    }

    public int BaseLength
    {
        get { return _baseLength; }

        set
        {
            if (value < 1 || value > 100)
            {
                // تولید خطا
            }

            _baseLength = value;
        }
    }

    public double Area
    {
        get { return _height * _baseLength * 0.5; }
    }
}
چون در بخشی از یک پروژه نیاز پیدا کردیم با یک سری مثلث کار کنیم، کلاس بالا را طراحی کرده ایم. به نکات زیر توجه نمایید.
 • در اکسسور set دو ویژگی قاعده و ارتفاع، محدوده مجاز مقادیر قابل انتساب را بررسی نموده ایم. در صورتی که مقداری خارج از محدوده یاد شده برای این ویژگی‌ها تنظیم شود خطایی را ایجاد خواهیم کرد. شاید برای برنامه نویسانی که تجربه کمتری دارند زیاد روش مناسبی به نظر نرسد. اما این یک روش قابل توصیه است. مواجه شدن کد مشتری (کد استفاده کننده از کلاس) با یک خطای مهلک که علت رخ دادن خطا را نیز می‌توان به همراه آن ارائه کرد بسیار بهتر از بروز خطاهای منطقی در برنامه است. چون رفع خطاهای منطقی بسیار دشوارتر است. در مطالب آینده راجع به تولید خطا و موارد مرتبط با آن بیشتر صحبت می‌کنیم.
 • در مورد ویژگی مساحت، اکسسور set را پیاده سازی نکرده ایم تا این ویژگی را به صورت فقط خواندنی ایجاد کنیم.

وقتی شیء ای از یک کلاس ایجاد می‌شود، بلافاصله سازنده آن فراخوانی می‌گردد. سازنده‌ها هم نام کلاسی هستند که در آن تعریف می‌شوند و معمولاً اعضای داده ای شیء جدید را مقداردهی می‌کند. همانطور که می‌دانید وهله سازی از یک کلاس با عملگر new انجام می‌شود. سازنده کلاس بلافاصله پس از آنکه حافظه برای شیء در حال تولید اختصاص داده شد، توسط عملگر new فراخوانی می‌شود.

سازنده پیش فرض

سازنده‌ها مانند متدهای دیگر می‌توانند پارامتر دریافت کنند. سازنده ای که هیچ پارامتری دریافت نمی‌کند سازنده پیش فرض (Default constructor) نامیده می‌شود. سازنده پیش فرض زمانی اجرا می‌شود که با استفاده از عملگر new شیء ای ایجاد می‌کنید اما هیچ آرگومانی را برای این عملگر در نظر نگرفته اید.
اگر برای کلاسی که طراحی می‌کنید سازنده ای تعریف نکرده باشید کامپایلر سی شارپ یک سازنده پیش فرض (بدون پارامتر) خواهد ساخت. این سازنده هنگام ایجاد اشیاء فراخوانی شده و مقدار پیش فرض متغیرها و پروپرتی‌ها را با توجه به نوع آن‌ها تنظیم می‌نماید. مثلاً مقدار صفر برای متغیری از نوع int یا false برای نوع bool و null برای انواع ارجاعی که در آینده در این مورد بیشتر خواهید آموخت.
اگر مقادیر پیش فرض برای متغیرها و پروپرتی‌ها مناسب نباشد، مانند مثال ما، سازنده پیش فرض ساخته شده توسط کامپایلر همواره شیء ای می‌سازد که وضعیت صحیحی ندارد و نمی‌تواند وظیفه خود را انجام دهد. در این گونه موارد باید این سازنده را جایگزین نمود.

جایگزینی سازنده پیش فرض ساخته شده توسط کامپایلر

افزودن یک سازنده صریح به کلاس بسیار شبیه به تعریف یک متد در کلاس است. با این تفاوت که:
  • سازنده هم نام کلاس است.
  • برای سازنده نوع خروجی در نظر گرفته نمی‌شود.

در مثال ما محدوده مجاز برای قاعده و ارتفاع مثلث بین ۱ تا ۱۰۰ است در حالی که سازنده پیش فرض مقدار صفر را برای آنها تنظیم خواهد نمود. پس برای اینکه مطمئن شویم اشیاء مثلث ساخته شده از این کلاس در همان بدو تولید دارای قاعده و ارتفاع معتبری هستند سازنده زیر را به صورت صریح در کلاس تعریف می‌کنیم تا جایگزین سازنده پیش فرضی شود که کامپایلر خواهد ساخت و به جای آن فراخوانی گردد.
public Triangle()
{
    _height = _baseLength = 1;
}
در این سازنده مقدار ۱ را برای متغیر خصوصی پشت (backing field یا backing store) هر یک از دو ویژگی قاعده و ارتفاع تنظیم نموده ایم.

اجرای سازنده

همانطور که گفته شد سازنده اضافه شده به کلاس جایگزین سازنده پیش فرض کامپایلر شده و در هنگام ایجاد یک شیء جدید از کلاس مثلث توسط عملگر new اجرا می‌شود. برای بررسی اجرا شدن سازنده به سادگی می‌توان کدی مشابه مثال زیر را نوشت.
Triangle triangle = new Triangle();
 
Console.WriteLine(triangle.Height);
Console.WriteLine(triangle.BaseLength);
Console.WriteLine(triangle.Area);
کد بالا مقدار ۱ را برای قاعده و ارتفاع و مقدار ۰.۵ را برای مساحت چاپ می‌نماید. بنابراین مشخص است که سازنده اجرا شده و مقادیر مناسب را برای شیء تنظیم نموده به طوری که شیء از بدو تولید در وضعیت مناسبی است.

سازنده‌های پارامتر دار

در مثال قبل یک سازنده بدون پارامتر را به کلاس اضافه کردیم. این سازنده تنها مقادیر پیش فرض مناسبی را تنظیم می‌کند. بدیهی است پس از ایجاد شیء در صورت نیاز می‌توان مقادیر مورد نظر دیگر را برای قاعده و ارتفاع تنظیم نمود. اما برای اینکه سازنده بهتر بتواند فرآیند وهله سازی را کنترل نماید می‌توان پارامترهایی را به آن افزود. افزودن پارامتر به سازنده مانند افزودن پارامتر به متدهای دیگر صورت می‌گیرد. در مثال زیر سازنده دیگری تعریف می‌کنیم که دارای دو پارامتر است. یکی قاعده و دیگری ارتفاع. به این ترتیب در حین فرآیند وهله سازی می‌توان مقادیر مورد نظر را منتسب نمود.
public Triangle(int height, int baseLength)
{
    Height = height;
    BaseLength = baseLength;
}
با توجه به اینکه مقادیر ارسالی به این سازنده توسط کد مشتری در نظر گرفته می‌شود و ممکن است در محدوده مجاز نباشد، به جای انتساب مستقیم این مقادیر به فیلد خصوصی پشت ویژگی قاعده و ارتفاع یعنی baseLength_ و height_ آنها را به پروپرتی‌ها منتسب کردیم تا قانون اعتبارسنجی موجود در اکسسور set پروپرتی‌ها از انتساب مقادیر غیر مجاز جلوگیری کند.
سازنده اخیر را می‌توان به صورت زیر با استفاده از عملگر new و فراهم کردن آرگومان‌های مورد نظر مورد استفاده قرار داد.
Triangle triangle = new Triangle(5, 8);
 
Console.WriteLine(triangle.Height);
Console.WriteLine(triangle.BaseLength);
Console.WriteLine(triangle.Area);
مقادیر چاپ شده برابر ۵ برای ارتفاع، ۸ برای قاعده و ۲۰ برای مساحت خواهد بود که نشان از اجرای صحیح سازنده دارد.
در مطالب بالا چندین بار از سازنده‌ها صحبت کردیم و گفتیم سازنده دیگری به کلاس اضافه می‌کنیم. این دو نکته را به خاطر داشته باشید:
  • یک کلاس می‌تواند دارای چندین سازنده باشد که بر اساس آرگومان‌های فراهم شده هنگام وهله سازی، سازنده مورد نظر انتخاب و اجرا می‌شود.
  • الزامی به تعریف یک سازنده پیش فرض (به معنای بدون پارامتر) نیست. یعنی یک کلاس می‌تواند هیچ سازنده بی پارامتری نداشته باشد.

در بخش‌های بعدی مطالب بیشتری در مورد سازنده‌ها و سایر اعضای کلاس خواهید آموخت.

 
مطالب
آشنایی با CLR: قسمت بیست و چهارم
آغاز فصل چهارم: بنیان و اساس نوع‌ها (Type Fundamentals)
در این فصل قرار است به بررسی اساس نوع داده‌ها بپردازیم؛ اینکه رفتارهایی که باید از هر نوع Type انتظار داشته باشیم، چه چیزهایی هستند. معانی فضای نام، اسمبلی‌ها، امن بودن نوع‌ها (Safety) و تبدیلات (Casts) را بهتر درک کنیم.
اولین نکته‌ای که باید بدانید این است که هر نوع داده‌ای که شما در دات نت دارید و تعریف می‌کنید، از والدی به نام System.Object مشتق می‌شود. برای مثال وقتی شما کلاسی را تعریف می‌کنید، چه ضمنی و چه صریح، کلاس شما از System.Object ارث بری خواهد کرد.
یعنی کد:
class DotnetTips
{
....
}
با کد زیر:
class DotnetTips:System.Object
{
...
}
برابر است.
برای همین، همه‌ی کلاس‌ها و انواع داده‌ها، شامل یک سری متدها و خصوصیات مشترک هستند. در لیست زیر تعدادی از متدهایی را که دسترسی public و Protected دارند، در جداول جداگانه‌ای بررسی می‌کنیم:
Public Methods
Equals
اگر هر دو شیء مقادیر یکسانی داشته باشند، True باز می‌گرداند. در فصل پنجم با این مورد بیشتر آشنا می‌شویم.
GetHashCode
 بر اساس مقادیر این شیء، یک کد هش شده می‌سازد. اگر شیء قرار است مقدار هش آن در جداول هش، مثل Dictionary یا HashSet به عنوان کلید به کار رود بهتر است این متد رونویسی شود. متاسفانه این متد در شیء Object تعریف شده است و از آنجا که بیشتر نوع‌ها هیچ وقت به عنوان یک کلید استفاده نمی‌شوند؛ بهتر بود در این رابطه به یک اینترفیس منتقل می‌شد. در فصل 5 بیشتر در این مورد بحث خواهد شد (مطالب مرتبط در اینباره +  + + ).
ToString
پیاده سازی پیش‌فرض آن اینست که این متد با اجرای کد
this.GetType().FullName
نام نوع را برمی‌گرداند. ولی برای بعضی نوع‌ها چون Boolean,int32 این متد، رونویسی شده و مقدار مربوطه را به طور رشته‌ای باز می‌گرداند. در بعضی موارد هم این متد برای استفاده‌هایی چون دیباگ برنامه هم رونویسی می‌شود. توجه داشته باشید که که نسبت به CultureInfo ترد مربوطه، واکنش نشان می‌دهد که در فصل 14 آن را بررسی می‌کنیم.
GetType
 یک نمونه از شیء مورد نظر را برمی‌گرداند که با استفاده از ریفلکشن می‌توان به اطلاعات متادیتای آن شیء دسترسی پیدا کرد. در مورد ریفلکشن در فصل 23 صحبت خواهد شد.


Protected Methods

MemberwiseClone
 این متد از شیء جاری یک Shallow copy (+ )گرفته و فیلدهای غیر ایستای آن را همانند شیء جاری پر می‌کند. اگر فیلدهای غیر ایستا از نوع Value باشند که کپی بیت به بیت صورت خواهد گرفت. ولی اگر فیلدی از نوع Reference باشد، از همان نوع Ref می‌باشند؛ ولی خود شیء اصلی، یک شیء جدید به حساب می‌آید و به شیء سازنده‌اش ارتباطی ندارد.
 Finalize یک متد Virtual است و زمانی صدا زده می‌شود که GC قصد نابودسازی آن شیء را داشته باشد. این متد برای زمانی نیاز است که شما قصد دارید قبل از نابودسازی، کاری را انجام دهید. در فصل 21 در این مورد بیشتر صحبت می‌کنیم.


همانطور که می‌دانید، همه‌ی اشیا نیاز دارند تا با استفاده از کلمه‌ی new، در حافظه تعریف شوند:

DotnetTips dotnettips=new DotnetTips("i am constructor");

اتفاقاتی که با استفاده از عملگر new رخ می‌دهد به شرح زیر است:

  1. اولین کاری که CLR انجام می‌دهد، محاسبه‌ی مقدار حافظه یا تعداد بایت‌های فیلدهای شیء مربوطه است و همچنین اشیایی که از آن‌ها مشتق شده است؛ مثل System.Object که همیشه وجود دارد. هر شیء‌ایی که بر روی حافظه‌ی Heap قرار می‌گیرد، به یک سری اعضای اضافه هم نیاز دارد که Type Object Pointer و Sync Block Index نامیده می‌شوند و CLR از آن‌ها برای مدیریت حافظه استفاده می‌کند. تعداد بایت‌های این اعضای اضافه هم با تعداد بایت‌های شیء مدنظر جمع می‌شوند.
  2. طبق تعداد بایت‌های به دست آمده، یک مقدار از حافظه‌ی Heap دریافت می‌شود.
  3. دو عضو اضافه که در بند شماره یک به آن اشاره کردیم، آماده سازی می‌شوند.
  4. سازنده‌ی شیء صدا زده می‌شود. سازنده بر اساس نوع ورودی شما انتخاب می‌شود و در صورت ارجاع به سازنده‌های والد، ابتدا سازنده‌های والد صدا زده می‌شوند و بعد از اینکه همه‌ی سازنده‌ها صدا زده شدند، سازنده‌ی System.Object صدا زده می‌شود که هیچ کدی ندارد؛ ولی به هر حال عمل Return آن انجام می‌شود.

بعد از انجام همه‌ی موارد بالا، یک اشاره گر به متغیر شما (در اینجا dotnettips) برگشت داده می‌شود.

مطالب
React 16x - قسمت 2 - بررسی پیشنیازهای جاوا اسکریپتی - بخش 1
برای کار با React، نیاز است با ES6 آشنایی داشته باشید که در این سایت، یک سری کامل بررسی مقدمات آن‌را پیشتر مرور کرده‌ایم. علاوه بر توصیه‌ی مطالعه‌ی این سری (اینکار الزامی است)، در این قسمت خلاصه‌ی بسیار سریع و کاربردی آن‌را که بیشتر در برنامه‌های مبتنی بر React مورد استفاده قرار می‌گیرند، با هم مرور خواهیم کرد. در قسمت‌های بعدی، اهمیت ذکر این خلاصه بیشتر مشخص می‌شود.

برای بررسی ویژگی‌های جاوا اسکریپت مدرن، یک پروژه‌ی جدید React را ایجاد می‌کنیم.
> create-react-app sample-02
> cd sample-02
> npm start
سپس تمام کدهای داخل index.js را نیز حذف می‌کنیم. اکنون تمام کدهای خالص جاوا اسکریپتی خود را داخل این فایل خواهیم نوشت.
به علاوه چون در این قسمت خروجی UI نخواهیم داشت، تمام خروجی را در کنسول developer tools مرورگر خود می‌توانید مشاهده کنید (فشردن دکمه‌ی F12).


var، let و const

در اکثر زبان‌های برنامه نویسی، متغیرها در محدوده‌ی دید قطعه کدی که تعریف شده‌اند (scope)، قابل دسترسی هستند. برای نمونه محتوای فایل index.js پروژه را به صورت زیر تغییر داده و با فرض اجرای دستور npm start، خروجی آن‌را می‌توان در کنسول مرورگر مشاهده کرد.
function sayHello() {
  for (var i = 0; i < 5; i++) {
    console.log(i);
  }
  console.log(i);
}

sayHello();
در این مثال متغیر i، مخصوص قطعه کد حلقه، تعریف شده‌است. بنابراین به ظاهر نباید خارج از این حلقه نیز قابل دسترسی باشد. اما خروجی آن به صورت زیر است:


در آخرین پیمایش حلقه، i مساوی 5 شده و از حلقه خارج می‌شود. اما چون در اینجا برای تعریف متغیر از واژه‌ی کلیدی var استفاده شده‌است، محدوده‌ی دید آن به کل تابعی که در آن تعریف شده‌است، بسط پیدا می‌کند. به همین جهت در این خروجی، عدد 5 را نیز مشاهده می‌کند که حاصل دسترسی به i، خارج از حلقه‌است.
برای یک دست سازی این رفتار با سایر زبان‌های برنامه نویسی، در ES6، واژه‌ی کلیدی جدیدی به نام let تعریف شده‌است که میدان دید متغیر را به قطعه کدی که در آن تعریف شده‌است، محدود می‌کند. اکنون اگر در حلقه‌ی فوق بجای var از let استفاده شود، یک چنین خطایی در مرورگر ظاهر خواهد شد که عنوان می‌کند، i استفاده شده‌ی در خارج از حلقه، تعریف نشده‌است.
./src/index.js
  Line 14:15:  'i' is not defined  no-undef

Search for the keywords to learn more about each error.

علاوه بر let، واژه‌ی کلیدی جدید const نیز به ES6 اضافه شده‌است که از آن برای تعریف ثوابت استفاده می‌شود. constها نیز همانند let، میدان دید محدود شده‌ای به قطعه کد تعریف شده‌ی در آن دارند؛ اما قابلیت انتساب مجدد را ندارند:
 const x = 1;
x = 2; // Attempting to override 'x' which is a constant.
اگر یک چنین قطعه کدی را اجرا کنیم، خطای x is const را در مرورگر می‌توان مشاهده کرد.

به صورت خلاصه از این پس واژه‌ی کلیدی var را فراموش کنید. همیشه با const جهت تعریف متغیرها شروع کنید. اگر به خطا برخوردید و نیاز به انتساب مجدد وجود داشت، آن‌را به let تغییر دهید. بنابراین استفاده از const همیشه نسبت به let ارجحیت دارد.


اشیاء در جاوا اسکریپت

اشیاء در جاوا اسکریپت به صورت مجموعه‌ای از key/value‌ها تعریف می‌شوند:
const person = {
  name: "User 1",
  walk: function() {}, // method
  talk() {} // concise method
};
در اینجا امکان تعریف یک تابع نیز وجود دارد که چون درون یک شیء قرار می‌گیرد، اینبار «متد» نامیده می‌شود. همچنین در ES6 می‌توان این متدها را به صورت معمولی، مانند متد talk نیز تعریف کرد که به آن‌ها concise method می‌گویند. بنابراین نحوه‌ی تعریف فوق را به نحو زیر نیز می‌توان خلاصه کرد:
const person = {
  name: "User 1",
  walk() {},
  talk() {}
};
پس از تعریف این شیء، روش دسترسی به اجزای آن به صورت زیر است:
person.talk();
person.name = "User 3";
person["name"] = "User 2";
به دو مورد اول، روش dot notation می‌گویند که از همان ابتدا دقیقا مشخص است کدامیک از خواص و متدهای شیء تعریف شده، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مورد آخر همان روش استفاده از key/valueها است که اساس اشیاء جاوا اسکریپتی را تشکیل می‌دهد. البته از این روش فقط زمانی استفاده کنید که قرار است یکسری کار پویا صورت گیرند (مقدار key به صورت متغیر دریافت شود) و از ابتدا مشخص نیست که کدام خاصیت یا متد قرار است تعریف و استفاده شود:
const targetMember = "name";
person[targetMember] = "User 2";


واژه‌ی کلیدی this در جاوا اسکریپت

از واژه‌ی کلیدی this، در قسمت‌های بعدی زیاد استفاده خواهیم کرد. به همین جهت نیاز است تفاوت‌های اساسی آن‌را با سایر زبان‌های برنامه نویسی بررسی کنیم.
همان شیء person را که پیشتر تعریف کردیم درنظر بگیرید. در متد walk آن، مقدار this را لاگ می‌کنیم:
const person = {
  name: "User 1",
  walk() {
    console.log(this);
  },
  talk() {}
};

person.walk();
خروجی این قطعه، به صورت زیر است:


شیء this در جاوا اسکریپت، همانند سایر زبان‌های برنامه نویسی مانند سی‌شارپ و یا جاوا رفتار نمی‌کند. در سایر زبان‌های نامبرده شده، this همواره ارجاعی را به وهله‌ای از شیء جاری، باز می‌گرداند؛ دقیقا همانند تصویری که در بالا مشاهده می‌کنید. در اینجا نیز this جاوا اسکریپتی لاگ شده، ارجاعی را به وهله‌ی جاری شیء person، بازگشت داده‌است. اما مشکل اینجا است که this در جاوا اسکریپت، همیشه به این صورت رفتار نمی‌کند!
برای نمونه در ادامه یک ثابت را به نام walk تعریف کرده و آن‌را به person.walk مقدار دهی می‌کنیم:
const walk = person.walk;
console.log(walk);
دقت داشته باشید که در اینجا از () استفاده نشده‌است (متد walk اجرا نشده‌است). یعنی صرفا «ارجاعی» از متد walk شیء person را به ثابت walk نسبت داده‌ایم. بنابراین اکنون ثابت walk نیز یک function است که حاصل console.log آن به صورت زیر است:


سؤال: اکنون اگر این function را با فراخوانی ()walk اجرا کنیم، چه خروجی را می‌توان مشاهده کرد؟


اینبار this لاگ شده، به شیء person اشاره نمی‌کند و شیء استاندارد window مرورگر را بازگشت داده‌است!
اگر یک function به صورت متدی از یک شیء فراخوانی شود، مقدار this همواره اشاره‌گری به وهله‌ای از آن شیء خواهد بود. اما اگر این تابع به صورت متکی به خود و به صورت یک function و نه متد یک شیء، فراخوانی شود، اینبار this، شیء سراسری جاوا اسکریپت یا همان شیء window را بازگشت می‌دهد.

یک نکته: اگر strict mode جاوا اسکریپت را در پروژه‌ی جاری فعال کنیم، بجای شیء window، مقدار undefined را در خروجی فوق شاهد خواهیم بود.


اتصال مجدد this به شیء اصلی در جاوا اسکریپت

تا اینجا دریافتیم که اگر یک function را به صورت متکی به خود و نه جزئی از یک شیء فراخوانی کنیم، شیء this در این حالت به شیء window سراسری مرورگر اشاره می‌کند و اگر strict mode فعال باشد، فقط undefined را بازگشت می‌هد. اکنون می‌خواهیم بررسی کنیم که چگونه می‌توان این مشکل را برطرف کرد؛ یعنی صرف‌نظر از نحوه‌ی فراخوانی متدها یا تابع‌ها، this همواره ارجاعی را به شیء person بازگشت دهد.
در جاوا اسکریپت، تابع‌ها نیز شیء هستند. برای مثال person.walk نوشته شده نیز یک شیء است. برای اثبات ساده‌ی آن فقط یک دات را پس از person.walk قرار دهید:


همانطور که مشاهده می‌کنید، شیء person.walk مانند تمام اشیاء دیگر جاوا اسکریپت، به همراه متد bind نیز هست. کار آن، انقیاد یک تابع، به یک شیء است. یعنی هرچیزی را که به عنوان آرگومان آن، به آن ارسال کنیم، به عنوان مقدار شیء this درنظر می‌گیرد:
const walk2 = person.walk.bind(person);
console.log(walk2);
walk2();
در اینجا متد bind، یک وهله‌ی جدید از person.walk را بازگشت می‌دهد که در آن شیء person را به عنوان شیء this، تنظیم کرده‌است. به همین جهت اینبار فراخوانی walk2 که به شیء person متصل شده‌است، به this صحیحی بجای window سراسری اشاره می‌کند. از این روش در برنامه‌های مبتنی بر React زیاد استفاده می‌شود.


Arrow functions

تابع زیر را درنظر بگیرید که به یک ثابت انتساب داده شده‌است:
const square = function(number) {
  return number * number;
};
در ES6، روش ساده‌تر و تمیزتری برای این نوع تعاریف، ذیل ویژگی جدید Arrow functions اضافه شده‌است. برای تبدیل قطعه کد فوق به یک arrow function، ابتدا واژه‌ی کلیدی function را حذف می‌کنیم. سپس بین پارامتر تابع و {}، یک علامت <= (که به آن fat arrow هم می‌گویند!) قرار می‌دهیم:
const square2 = (number) => {
  return number * number;
};
اگر مانند اینجا تنها یک تک پارامتر وجود داشته باشد، می‌توان پرانتزهای ذکر شده را نیز حذف کرد:
const square2 = number => {
  return number * number;
};
و اگر این متد پارامتری نداشت، از () استفاده می‌شود.
در ادامه اگر بدنه‌ی این تابع، فقط حاوی یک return بود، می‌توان آن‌را به صورت زیر نیز خلاصه کرد (در اینجا {} به همراه واژه‌ی کلیدی return حذف می‌شوند):
const square3 = number => number * number;
console.log(square3(5));
این یک سطر ساده شده، دقیقا معادل اولین const square ای است که نوشتیم. نحوه‌ی فراخوانی آن نیز مانند قبل است.

اکنون مثال مفید دیگری را در مورد Arrow functions بررسی می‌کنیم که بیشتر شبیه به عبارات LINQ در #C است:
const jobs = [
  { id: 1, isActive: true },
  { id: 2, isActive: true },
  { id: 3, isActive: true },
  { id: 4, isActive: true },
  { id: 5, isActive: false }
];
در اینجا آرایه‌ای از اشیاء job را مشاهده می‌کنید که مورد آخر آن، فعال نیست. اکنون می‌خواهیم لیست کارهای فعال را گزارشگیری کنیم:
var activeJobs = jobs.filter(function(job) {
  return job.isActive;
});
متد filter در جاوا اسکریپت، بر روی تک تک عناصر آرایه‌ی jobs حرکت می‌کند. سپس هر job را به پارامتر متد ارسالی آن که predicate نام دارد، جهت دریافت یک خروجی true و یا false، ارائه می‌دهد. اگر خروجی این متد true باشد، آن job انتخاب خواهد شد و در لیست نهایی گزارش، ظاهر می‌شود.
در ادامه می‌توان این تابع را توسط arrow functions به صورت ساده‌تر زیر نیز نوشت:
var activeJobs2 = jobs.filter(job => job.isActive);
ابتدا واژه‌ی کلیدی function را حذف می‌کنیم. سپس چون یک تک پارامتر را دریافت می‌کند، نیازی به ذکر پرانتزهای آن نیز نیست. در ادامه چون یک تک return را داریم، { return }  را با یک <= جایگزین خواهیم کرد. در اینجا نیازی به ذکر سمی‌کالن انتهای return هم نیست. نوشتن یک چنین کدی تمیزتر و خواندن آن، ساده‌تر است.


ارتباط بین arrow functions و شیء this

نکته‌ی مهمی را که باید در مورد arrow functions دانست این است که شیء this را rebind نمی‌کنند (rebind: مقدار دهی مجدد؛ ریست کردن).
در مثال زیر، ابتدا شیء user با متد talk که در آن شیء this، لاگ شده، ایجاد شده و سپس این متد فراخوانی گردیده‌است:
const user = {
  name: "User 1",
  talk() {
    console.log(this);
  }
};
user.talk();
همانطور که انتظار می‌رود، this ای که در اینجا لاگ می‌شود، دقیقا ارجاعی را به وهله‌ی جاری شیء user دارد.
اکنون اگر متد لاگ کردن را داخل یک تایمر قرار دهیم چه اتفاقی رخ می‌دهد؟
const user = {
  name: "User 1",
  talk() {
    setTimeout(function() {
      console.log(this);
    }, 1000);
  }
};
user.talk();
متد setTimeout، متدی را که به عنوان آرگومان اول آن دریافت کرده، پس از 1 ثانیه اجرا می‌کند.
در این حالت خروجی console.log، مجددا همان شیء سراسری window مرورگر است و دیگر به وهله‌ی جاری شیء user اشاره نمی‌کند. علت اینجا است که پارامتر اول متد setTimeout که یک callback function نام دارد، جزئی از هیچ شیءای نیست. بنابراین دیگر مانند فراخوانی متد ()user.talk در مثال قبلی کار نمی‌کند؛ چون متکی به خود است. هر زمان که یک متد متکی به خود غیر وابسته‌ی به یک شیء را اجرا کنیم، به صورت پیش‌فرض this آن، به شیء window مرورگر اشاره می‌کند.

سؤال: چگونه می‌توان درون یک callback function متکی به خود، به this همان شیء user جاری دسترسی یافت؟
یک روش حل این مساله، ذخیره this شیء user در یک متغیر و سپس ارسال آن به متد متکی به خود setTimeout است:
const user2 = {
  name: "User 2",
  talk() {
    var self = this;
    setTimeout(function() {
      console.log(self);
    }, 1000);
  }
};
user2.talk();
این روشی است که سال‌ها است وجود دارد؛ با ارائه‌ی arrow functions، دیگر نیازی به اینکار نیست و می‌توان از روش زیر استفاده کرد:
const user3 = {
  name: "User 3",
  talk() {
    setTimeout(() => console.log(this), 1000);
  }
};
user3.talk();
در اینجا callback function را تبدیل به یک arrow function کرده‌ایم و چون arrow functions شیء this را rebind نمی‌کنند، یعنی شیء this را به ارث می‌برند. بنابراین console.log مثال فوق، دقیقا به this شیء user اشاره می‌کند و دوباره آن‌را مقدار دهی مجدد نمی‌کند و از همان نمونه‌ی موجود قطعه کد تعریف شده، استفاده خواهد کرد.


کدهای کامل این قسمت را از اینجا می‌توانید دریافت کنید: sample-02.zip

در قسمت بعد نیز بررسی پیشنیازهای جاوا اسکریپتی شروع به کار با React را ادامه خواهیم داد.
مطالب
بررسی اینترفیس ICommand در WPF
مدتی هست که مشغول مطالعه و یادگیری WPF از طریق مطالب سایت هستم؛ به همین خاطر تصمیم گرفتم مطلبی را حول محور اینترفیس ICommnad  گردآوری کنم و در اختیار کاربران سایت قرار دهم.

سرفصل‌های این مطلب :
• Command چیست
• اینترفیس ICommand چیست 
• چرا اینترفیس ICommand
• ایجاد UI مورد نیاز 
• چگونگی استفاده از ICommand 
• استفاده از INotifyPropertyChanged

Command چیست ؟
در برنامه نویسی WPF به هر کلاسی که اینترفیس ICommand را پیاده سازی کند، اصطلاحا Commnad گوییم. تفاوت کوچکی بین یک Event و Command وجود دارد. رخداد‌ها برای کنترل‌های UI ساخته و تخصیص داده می‌شوند؛ اما Command‌ها انتزاعی‌تر هستند و تمرکز آنها بر روی نحوه‌ی انجام کارها می‌باشد.
برای تعاملات در برنامه‌ها از Commandها و Event‌ها استفاده می‌کنیم. ما در WPF دو روش برای تعامل با UI داریم:
1- استفاده از Event‌ها و نوشتن کد‌های مورد نیاز در بخش CodeBehind (رعایت نکردن الگوی MVVM).
WPF تعداد زیادی RoutedEvent پیش ساخته (Built In) دارد که از آنها می‌توان در این روش استفاده کرد. 
2- استفاده از Command و درگیر کردن کدهای اجرایی نوشته شده در ViewModel با استفاده از Command ها.
در زمان استفاده از الگوی MVVM مجاز به نوشتن کد در بخش CodeBehind نیستیم. بنابراین از سیستم رخداد‌های طراحی شده‌ی در WPF که RoutedEvent می‌باشد، نمی‌توان استفاده کرد. به این خاطر که رخداد‌ها در ViewModel قابل دسترسی نمی‌باشد.

اینترفیس ICommand:
این اینترفیس سه عضو دارد که آن‌ها را در جدول زیر مشاهده می‌کنید:

نام عضو

توضیحات

Bool CanExecute(object parameter)

این تابع پارامتری از نوع object را دریافت می‌کند و یک مقدار bool را به خروجی تابع می‌فرستد. اگر مقدار خروجی متد، true  باشدcommand  اجرا خواهد شد و در غیر اینصورت اتفاقی رخ نخواهد داد. اغلب ازDelegate  ها به عنوان پارامتر این تابع استفاده می‌شود؛Delegate های پیش ساخته‌ای همچون Action,Predicate,Func

Event EventHandler CanExecuteChanged

این رویداد برای آگاه سازی UI که به Command متصل است، استفاده می‌شود .بر اساس خروجی تابع CanExecute، این رویداد اتفاق می‌افتد.

Void Execute(Object parameter)

این متد کار اصلی را در Command‌ها انجام می‌دهد. این متد تنها زمانی اجرا می‌شود که متدCanExecute  مقدار true را بازگرداند. این تابع پارامتری را از نوع object دریافت می‌کند، اما عموما ما یکDelegate  را به آن ارسال می‌کنیم. Delegate ارجاعی را به متدی، در خود نگاه می‌دارد که انتظار داریم در صورت اجرایcommand ، اجرا شود.


چرا اینترفیس ICommand :
هسته‌ی اصلی Command‌ها در WPF، اینترفیس ICommand می‌باشد. این اینترفیس به‌صورت گسترده‌ای در الگوی MVVM و Prism  استفاده شده است و استفاده‌ی از آن محدود به MVVM نمی‌باشد. تعداد زیادی Commnad بصورت پیش ساخته وجود دارند که این اینترفیس را پیاده سازی کرده‌اند .کلاس پایه RoutedCommand اینترفیس ICommand را پیاده سازی کرده است و WPF فرمان‌های زیر را فراهم کرده است:
• MediaCommnads
• ApplicationCommnads
• NavigationCommands
• ComponentCommnads
• EditingCommnads
که همگی از کلاس RoutedCommand استفاده کرده‌اند.
در این مطلب به دنبال ایجاد برنامه‌ای هستیم که حاصل جمع مفدار دو Textbox را پس از فشردن کلید جمع در یک textblock نمایش دهد.

ساخت UI مورد نیاز :
گام اول : 
با اجرای ویژوال استودیو، برنامه‌ای را با نام ICommnadSample ایجاد کنید. ساختار پروژه به شکل زیر است:
همانطور که می‌بینید View و ViewModel و در نهایت Command‌ها در پوشه‌های مجزایی ساماندهی شده‌اند.

گام دوم:
ابتدا قالب گرافیکی را مشخص می‌کنیم. در پوشه‌ی Views یک UserControl را به نام CalculatorView.xaml ایجاد کرده و کد زیر را در آن نوشتیم:
<Grid DataContext="{Binding Source={StaticResource calculatorVM}}" Background="#FFCCCC">
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="80"/>
            <RowDefinition/>
            <RowDefinition Height="80"/>
            <RowDefinition Height="44"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition/>
            <ColumnDefinition/>
            <ColumnDefinition/>
            <ColumnDefinition/>
        </Grid.ColumnDefinitions>

        <Label Grid.Row="0" Grid.Column="0" Grid.ColumnSpan="4" FontSize="25"
               VerticalAlignment="Top" HorizontalAlignment="Center" Foreground="Blue" Content="ICommand Sample"/>
        <Label Grid.Row="0" Grid.Column="0" Grid.ColumnSpan="2" 
               Margin="10,0,0,0" VerticalAlignment="Bottom" FontSize="20"  Content="First Input"/>
        <Label Grid.Row="0" Grid.Column="2" Grid.ColumnSpan="2" 
               Margin="10,0,0,0" VerticalAlignment="Bottom" FontSize="20"  Content="Second Input"/>

        <TextBox Grid.Row="1" Grid.Column="0" Grid.ColumnSpan="2" Margin="10,0,0,0" FontSize="20" 
                 HorizontalAlignment="Left" Height="30"  Width="150" TextAlignment="Center" Text="{Binding FirstValue, Mode=TwoWay}"/>
        <TextBox Grid.Row="1" Grid.Column="2" Grid.ColumnSpan="2" Margin="10,0,0,0" FontSize="20"
                 HorizontalAlignment="Left"  Height="30" Width="150" TextAlignment="Center" Text="{Binding SecondValue, Mode=TwoWay}"/>

        <Rectangle Grid.Row="2" Grid.Column="0" Grid.ColumnSpan="4" Fill="LightBlue"/>
        <Button Grid.Row="2" Grid.Column="0" Content="+"  Margin="10,0,0,0" HorizontalAlignment="Left" Height="50" Width="50" FontSize="30" Command="{Binding AddCommand}"/>
        
        <Label Grid.Row="3" Grid.Column="0" Grid.ColumnSpan="2" FontSize="25" Margin="10,0,0,0" HorizontalAlignment="Left" Height="50"  Content="Result : "/>
        <TextBlock Grid.Row="3" Grid.Column="2" Grid.ColumnSpan="2" FontSize="20" Margin="10,0,0,0" Background="BlanchedAlmond"
                   TextAlignment="Center"  HorizontalAlignment="Left" Height="36" Width="150" Text="{Binding Output}"/>
    </Grid>
برای استفاده از این UserControl در پنجره‌ی اصلی برنامه (فایل MainWindows.Xaml) به شکل زیر عمل می‌کنیم:
ابتدا فضای نام View را به فایل MainWindows.xaml اضافه می‌کنیم :
   xmlns:myview="clr-namespace:ICommnadSample.Views"
ایجاد تگ برای استفاده از View تولید شده در  Grid اصلی برنامه :
<Grid>
        <myview:CalculatorView/>
</Grid>

گام سوم :
همانطور که مشاهده می‌کنید، کنترل‌هایی که در عملیات انقیاد داده‌ها (DataBinding) شرکت می‌کنند، از طریق خاصیت Binding و معرفی خصوصیت مورد نظر مشخص می‌شوند.
برای این منظور در پوشه‌ی ViewModels و به کلاس CalculatorViewModel سه خصوصیت به‌همراه فیلد خصوصی، به شکل زیر اضافه می‌کنیم:
private double firstValue; 
private double secondValue;
private double output;
public double FirstValue
        {
            get { return firstValue; }
            set
            {
                firstValue = value;
                OnPropertyChanged("FirstValue");
            }
        }
        public double SecondValue
        {
            get { return secondValue; }
            set
            {
                secondValue = value;
                OnPropertyChanged("SecondValue");
            }
        }
        public double Output
        {
            get { return output; }
            set
            {
                output = value;
                OnPropertyChanged("Output");
            }
        }

چگونگی استفاده‌ی از اینترفیس ICommand :
برای ایجاد ارتباط بین Command ‌ها و UI می‌بایست اینترفیس ICommand توسط کلاس مورد نظر ما پیاده سازی شود. در ابتدا کلاسی با عنوان PlusCommnad  ایجاد و از اینترفیس مورد نظر ارث بری می‌کنیم.
هدف ما شبیه سازی رویداد کلیک دکمه‌ی موجود در صفحه با استفاده از Command می‌باشد.

گام چهارم:
پس از پیاده سازی اینترفیس لازم است تا کمی تغییر در بدنه متد‌ها ایجاد کنیم:
public class PlusCommand : ICommand
{
    private CalculatorViewModel calculatorViewModel;
    public PlusCommand(CalculatorViewModel vm)
    {
        calculatorViewModel = vm;
    }
    public bool CanExecute(object parameter)
    {
        return true;
    }
    public void Execute(object parameter)
    {
        calculatorViewModel.Add();
    }
    public event EventHandler CanExecuteChanged;
}
همانطور که می‌بینید در ابتدا فیلدی از جنس کلاس CalculatorViewModel ایجاد و از طریق سازنده‌ی کلاس آن را مقدار دهی کردیم (قصد داریم نمونه‌ای از ViewModel مورد نظر را به این کلاس ارسال کنیم).
در ادامه بصورت دستی (Hard Code) مقدار بازگردانده شده را برای تابع CanExecute به مقدار true  تغییر دادیم و متد تابع Execute را به شکلی تغییر دادیم تا تابع Add را در CalculatorViewModel، اجرا کند.

گام پنجم:
از کلاس PlusCommand در CalculatorViewModel، یک شیء ساخته و در سازنده‌ی CalculatorViewModel آن را مقدار دهی می‌کنیم: 
        private PlusCommand plusCommand;
        public CalculatorViewModel()
        {
            plusCommand = new PlusCommand(this);
        }

گام ششم:
در فایل CalculatorView ارجاعی را به فضای نام کلاس CalculatorViewModel ایجاد می‌کنیم :
   xmlns:vm="clr-namespace:ICommnadSample.ViewModels"
پس از اضافه کردن فضای نام، از تگ UserControl.Resource برای رجیستر کردن CalculatorViewModel با کلید calculatorVM جهت مشخص کردن منبع داده استفاده کردیم.
 <UserControl.Resources>
        <vm:CalculatorViewModel x:Key="calculatorVM" />
    </UserControl.Resources>

گام هفتم:
اضافه کردن تابع Add در CalculatorViewModel برای عملیات جمع :
public void Add()
{
   Output = firstValue + secondValue;
}

گام هشتم:
تعریف یک Command  برای عملیات جمع به نام AddCommand. این همان خصوصیتی است که باید بجای رویداد کلیک دکمه از طریق خاصیت Command موجود در کنترل و ویژگی Binding به کنترل متصل شود.
  public ICommand AddCommand {
            get
            {
                return plusCommand;
            }
        }

نحوه‌ی استفاده:
   Command="{Binding AddCommand}"
 
گام نهم :
برای تکمیل عملیات انقیاد داده‌ها، کلاسی به نام ViewModelBase تعریف شده است. این کلاس از اینترفیس INotifyPropertyChange ارث بری کرده و اعضای این کلاس را پیاده سازی کرده است.
  public class ViewModelBase:INotifyPropertyChanged
    {
        public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

        protected virtual void OnPropertyChanged([CallerMemberName] string propertyName = null)
        {
            PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
        }
    }
پیاده سازی این اینترفیس سبب می‌شود تا کلاس‌های ViewModel ایی که احتیاج به این اینترفیس برای عملیات انقیاد داده‌ها دارند، تنها با ارث بری، از این ظرفیت استفاده کنند و نیازی به پیاده سازی این اینترفیس در هر کلاس نباشد.

گام دهم:
ارث بری کلاس CalculatorViewModel از کلاس ViewModelBase:
   public class CalculatorViewModel : ViewModelBase
در این مرحله هر کنترلی را که قصد داریم با تغییر منبع داده بروز شود و یا با تغییر وضعیتش منبع داده تغییر کند، اعلام می‌کنیم:
   OnPropertyChanged("FirstValue");
برای هر سه خصوصیت ViewModel کد زیر را در بلاک Set تکرار می‌کنیم (توجه شود که پارامتر ارسالی باید نام پراپرتی مورد نظر باشد)
کد کامل کلاس CalculatorViewModel به شکل زیر است:
public class CalculatorViewModel : ViewModelBase
    {
        private double firstValue;
        private double secondValue;
        private double output;
        private PlusCommand plusCommand;
        public CalculatorViewModel()
        {
            plusCommand = new PlusCommand(this);
        }

        public double FirstValue
        {
            get { return firstValue; }

            set
            {
                firstValue = value;
                OnPropertyChanged("FirstValue");
            }
        }
        public double SecondValue
        {
            get { return secondValue; }
            set
            {
                secondValue = value;
                OnPropertyChanged("SecondValue");
            }
        }
        public double Output
        {

            get { return output; }

            set
            {
                output = value;
                OnPropertyChanged("Output");
            }
        }


        public ICommand AddCommand
        {
            get
            {
                return plusCommand;
            }
        }

        internal void Add()
        {
            Output = firstValue + secondValue;
        }
    }


حال می‌توانید برنامه را اجرا و تست کنید:



برای درک بهتر عملیات انقیاد دادها می‌توانید به این مقاله مراجعه کنید.

مطالب
Functional Programming یا برنامه نویسی تابعی - قسمت دوم – مثال‌ها
در قسمت قبلی این مقاله، با مفاهیم تئوری برنامه نویسی تابعی آشنا شدیم. در این مطلب قصد دارم بیشتر وارد کد نویسی شویم و الگوها و ایده‌های پیاده سازی برنامه نویسی تابعی را در #C مورد بررسی قرار دهیم.


Immutable Types

هنگام ایجاد یک Type جدید باید سعی کنیم دیتای داخلی Type را تا حد ممکن Immutable کنیم. حتی اگر نیاز داریم یک شیء را برگردانیم، بهتر است که یک instance جدید را برگردانیم، نه اینکه همان شیء موجود را تغییر دهیم. نتیحه این کار نهایتا به شفافیت بیشتر و Thread-Safe بودن منجر خواهد شد.
مثال:
public class Rectangle
{
    public int Length { get; set; }
    public int Height { get; set; }

    public void Grow(int length, int height)
    {
        Length += length;
        Height += height;
    }
}

Rectangle r = new Rectangle();
r.Length = 5;
r.Height = 10;
r.Grow(10, 10);// r.Length is 15, r.Height is 20, same instance of r
در این مثال، Property های کلاس، از بیرون قابل Set شدن می‌باشند و کسی که این کلاس را فراخوانی میکند، هیچ ایده‌ای را درباره‌ی مقادیر قابل قبول آن‌ها ندارد. بعد از تغییر بهتر است وظیفه‌ی ایجاد آبجکت خروجی به عهده تابع باشد، تا از شرایط ناخواسته جلوگیری شود:
// After
public class ImmutableRectangle
{
    int Length { get; }
    int Height { get; }

    public ImmutableRectangle(int length, int height)
    {
        Length = length;
        Height = height;
    }

    public ImmutableRectangle Grow(int length, int height) =>
          new ImmutableRectangle(Length + length, Height + height);
}

ImmutableRectangle r = new ImmutableRectangle(5, 10);
r = r.Grow(10, 10);// r.Length is 15, r.Height is 20, is a new instance of r
با این تغییر در ساختار کد، کسی که یک شیء از کلاس ImmutableRectangle را ایجاد میکند، باید مقادیر را وارد کند و مقادیر Property ها به صورت فقط خواندنی از بیرون کلاس در دسترس هستند. همچنین در متد Grow، یک شیء جدید از کلاس برگردانده می‌شود که هیچ ارتباطی با کلاس فعلی ندارد.


استفاده از Expression بجای Statement

یکی از موارد با اهمیت در سبک کد نویسی تابعی را در مثال زیر ببینید:
public static void Main()
{
    Console.WriteLine(GetSalutation(DateTime.Now.Hour));
}

// imparitive, mutates state to produce a result
/*public static string GetSalutation(int hour)
{
    string salutation; // placeholder value

    if (hour < 12)
        salutation = "Good Morning";
    else
        salutation = "Good Afternoon";

    return salutation; // return mutated variable
}*/

public static string GetSalutation(int hour) => hour < 12 ? "Good Morning" : "Good Afternoon";
به خط‌های کامنت شده دقت کنید؛ می‌بینیم که یک متغیر، تعریف شده که نگه دارنده‌ای برای خروجی خواهد بود. در واقع به اصطلاح آن را mutate می‌کند؛ در صورتیکه نیازی به آن نیست. ما می‌توانیم این کد را به صورت یک عبارت (Expression) در آوریم که خوانایی بیشتری دارد و کوتاه‌تر است.


استفاده از High-Order Function ها برای ایجاد کارایی بیشتر

در قسمت قبلی درباره توابع HOF صحبت کردیم. به طور خلاصه توابعی که یک تابع را به عنوان ورودی میگیرند و یک تابع را به عنوان خروجی برمی‌گردانند. به مثال زیر توجه کنید:
public static int Count<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate)
{
    int count = 0;

    foreach (TSource element in source)
    {
        checked
        {
            if (predicate(element))
            {
                count++;
            }
        }
    }

    return count;
}
این قطعه کد، مربوط به متد Count کتابخانه‌ی Linq می‌باشد. در واقع این متد تعدادی از چیز‌ها را تحت شرایط خاصی می‌شمارد. ما دو راهکار داریم، برای هر شرایط خاص، پیاده سازی نحوه‌ی شمردن را انجام دهیم و یا یک تابع بنویسیم که شرط شمردن را به عنوان ورودی دریافت کند و تعدادی را برگرداند.


ترکیب توابع

ترکیب توابع به عمل پیوند دادن چند تابع ساده، برای ایجاد توابعی پیچیده گفته می‌شود. دقیقا مانند عملی که در ریاضیات انجام می‌شود. خروجی هر تابع به عنوان ورودی تابع بعدی مورد استفاده قرار میگیرد و در آخر ما خروجی آخرین فراخوانی را به عنوان نتیجه دریافت میکنیم. ما میتوانیم در #C به روش برنامه نویسی تابعی، توابع را با یکدیگر ترکیب کنیم. به مثال زیر توجه کنید:
public static class Extensions
{
    public static Func<T, TReturn2> Compose<T, TReturn1, TReturn2>(this Func<TReturn1, TReturn2> func1, Func<T, TReturn1> func2)
    {
        return x => func1(func2(x));
    }
}

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        Func<int, int> square = (x) => x * x;
        Func<int, int> negate = x => x * -1;
        Func<int, string> toString = s => s.ToString();
        Func<int, string> squareNegateThenToString = toString.Compose(negate).Compose(square);
        Console.WriteLine(squareNegateThenToString(2));
    }
}
در مثال بالا ما سه تابع جدا داریم که میخواهیم نتیجه‌ی آن‌ها را به صورت پشت سر هم داشته باشیم. ما میتوانستیم هر کدام از این توابع را به صورت تو در تو بنویسیم؛ ولی خوانایی آن به شدت کاهش خواهد یافت. بنابراین ما از یک Extension Method استفاده کردیم.


Chaining / Pipe-Lining و اکستنشن‌ها

یکی از روش‌های مهم در سبک برنامه نویسی تابعی، فراخوانی متد‌ها به صورت زنجیره‌ای و پاس دادن خروجی یک متد به متد بعدی، به عنوان ورودی است. به عنوان مثال کلاس String Builder یک مثال خوب از این نوع پیاده سازی است. کلاس StringBuilder از پترن Fluent Builder استفاده می‌کند. ما می‌توانیم با اکستنشن متد هم به همین نتیجه برسیم. نکته مهم در مورد کلاس StringBuilder این است که این کلاس، شیء string را mutate نمیکند؛ به این معنا که هر متد، تغییری در object ورودی نمی‌دهد و یک خروجی جدید را بر می‌گرداند.
string str = new StringBuilder()
  .Append("Hello ")
  .Append("World ")
  .ToString()
  .TrimEnd()
  .ToUpper();
در این مثال  ما کلاس StringBuilder را توسط یک اکستنشن متد توسعه داده‌ایم:
public static class Extensions
{
    public static StringBuilder AppendWhen(this StringBuilder sb, string value, bool predicate) => predicate ? sb.Append(value) : sb;
}

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        // Extends the StringBuilder class to accept a predicate
        string htmlButton = new StringBuilder().Append("<button").AppendWhen(" disabled", false).Append(">Click me</button>").ToString();
    }
}


نوع‌های اضافی درست نکنید ، به جای آن از کلمه‌ی کلیدی yield استفاده کنید!

گاهی ما نیاز داریم لیستی از آیتم‌ها را به عنوان خروجی یک متد برگردانیم. اولین انتخاب معمولا ایجاد یک شیء از جنس List یا به طور کلی‌تر Collection و سپس استفاده از آن به عنوان نوع خروجی است:
public static void Main()
{
    int[] a = { 1, 2, 3, 4, 5 };

    foreach (int n in GreaterThan(a, 3))
    {
        Console.WriteLine(n);
    }
}


/*public static IEnumerable<int> GreaterThan(int[] arr, int gt)
{
    List<int> temp = new List<int>();
    foreach (int n in arr)
    {
        if (n > gt) temp.Add(n);
    }
    return temp;
}*/

public static IEnumerable<int> GreaterThan(int[] arr, int gt)
{
    foreach (int n in arr)
    {
        if (n > gt) yield return n;
    }
}
همانطور که مشاهده میکنید در مثال اول، ما از یک لیست موقت استفاده کرد‌ه‌ایم تا آیتم‌ها را نگه دارد. اما میتوانیم از این مورد با استفاده از کلمه کلیدی yield اجتناب کنیم. این الگوی iterate بر روی آبجکت‌ها در برنامه نویسی تابعی، خیلی به چشم میخورد.


برنامه نویسی declarative به جای imperative با استفاده از Linq

در قسمت قبلی به طور کلی درباره برنامه نویسی Imperative صحبت کردیم. در مثال زیر یک نمونه از تبدیل یک متد که با استایل Imperative نوشته شده به declarative را می‌بینید. شما میتوانید ببینید که چقدر کوتاه‌تر و خواناتر شده:
List<int> collection = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

// Imparative style of programming is verbose
List<int> results = new List<int>();

foreach(var num in collection)
{
  if (num % 2 != 0) results.Add(num);
}

// Declarative is terse and beautiful
var results = collection.Where(num => num % 2 != 0);


Immutable Collection

در مورد اهمیت immutable قبلا صحبت کردیم؛ Immutable Collection ها، کالکشن‌هایی هستند که به جز زمانیکه ایجاد می‌شنود، اعضای آن‌ها نمی‌توانند تغییر کنند. زمانیکه یک آیتم به آن اضافه یا کم شود، یک لیست جدید، برگردانده خواهد شد. شما می‌توانید انواع این کالکشن‌ها را در این لینک ببینید.
به نظر میرسد که ایجاد یک کالکشن جدید میتواند سربار اضافی بر روی استفاده از حافظه داشته باشد، اما همیشه الزاما به این صورت نیست. به طور مثال اگر شما f(x)=y را داشته باشید، مقادیر x و y به احتمال زیاد یکسان هستند. در این صورت متغیر x و y، حافظه را به صورت مشترک استفاده می‌کنند. به این دلیل که هیچ کدام از آن‌ها Mutable نیستند. اگر به دنبال جزییات بیشتری هستید این مقاله به صورت خیلی جزیی‌تر در مورد نحوه پیاده سازی این نوع کالکشن‌ها صحبت میکند. اریک لپرت یک سری مقاله در مورد Immutable ها در #C دارد که میتوانید آن هار در اینجا پیدا کنید.

 

Thread-Safe Collections

اگر ما در حال نوشتن یک برنامه‌ی Concurrent / async باشیم، یکی از مشکلاتی که ممکن است گریبانگیر ما شود، race condition است. این حالت زمانی اتفاق می‌افتد که دو ترد به صورت همزمان تلاش میکنند از یک resource استفاده کنند و یا آن را تغییر دهند. برای حل این مشکل میتوانیم آبجکت‌هایی را که با آن‌ها سر و کار داریم، به صورت immutable تعریف کنیم. از دات نت فریمورک نسخه 4 به بعد  Concurrent Collection‌ها معرفی شدند. برخی از نوع‌های کاربردی آن‌ها را در لیست پایین می‌بینیم:
Collection
توضیحات
 ConcurrentDictionary 
  پیاده سازی thread safe از دیکشنری key-value 
 ConcurrentQueue 
  پیاده سازی thread safe از صف (اولین ورودی ، اولین خروجی) 
 ConcurrentStack 
  پیاده سازی thread safe از پشته (آخرین ورودی ، اولین خروجی) 
 ConcurrentBag 
  پیاده سازی thread safe از لیست نامرتب 

این کلاس‌ها در واقع همه مشکلات ما را حل نخواهند کرد؛ اما بهتر است که در ذهن خود داشته باشیم که بتوانیم به موقع و در جای درست از آن‌ها استفاده کنیم.

در این قسمت از مقاله سعی شد با روش‌های خیلی ساده، با مفاهیم اولیه برنامه نویسی تابعی درگیر شویم. در ادامه مثال‌های بیشتری از الگوهایی که میتوانند به ما کمک کنند، خواهیم داشت.   
مطالب
امکان تعریف ساده‌تر کلاس‌های Immutable در C# 9.0 با معرفی نوع جدید record
در مطلب معرفی خواص init-only، با روش معرفی خواص immutable آشنا شدیم. نوع جدیدی که به C# 9.0 به نام record اضافه شده‌است، قسمتی از آن بر اساس همان خواص init-only کار می‌کند. به همین جهت مطالعه‌ی آن مطلب، پیش از ادامه‌ی بحث جاری، ضروری است.


چرا در C# 9.0 تا این اندازه بر روی سادگی ایجاد اشیاء Immutable تمرکز شده‌است؟

به شیءای Immutable گفته می‌شود که پس از وهله سازی ابتدایی آن، وضعیت آن دیگر قابل تغییر نباشد. همچنین به کلاسی Immutable گفته می‌شود که تمام وهله‌های ساخته شده‌ی از آن نیز Immutable باشند. نمونه‌ی یک چنین شیءای را از نگارش 1 دات نت در حال استفاده هستیم: رشته‌ها. رشته‌ها در دات نت غیرقابل تغییر هستند و هرگونه تغییری بر روی آن‌ها، سبب ایجاد یک رشته‌ی جدید (یک شیء جدید) می‌شود. نوع جدید record نیز به همین صورت عمل می‌کند.

مزایای وجود Immutability:

- اشیاء Immutable یا غیرقابل تغییر، thread-safe هستند که در نتیجه، برنامه نویسی همزمان و موازی را بسیار ساده می‌کنند؛ چون چندین thread می‌توانند با شیءای کار کنند که دسترسی به آن، تنها read-only است.
- اشیاء Immutable از اثرات جانبی، مانند تغییرات آن‌ها در متدهای مختلف در امان هستند. می‌توانید آن‌ها را به هر متدی ارسال کنید و مطمئن باشید که پس از پایان کار، این شیء تغییری نکرده‌است.
- کار با اشیاء Immutable، امکان بهینه سازی حافظه را میسر می‌کنند. برای مثال NET runtime.، هش رشته‌های تعریف شده‌ی در برنامه را در پشت صحنه نگهداری می‌کند تا مطمئن شود که تخصیص حافظه‌ی اضافی، برای رشته‌های تکراری صورت نمی‌گیرد. نمونه‌ی دیگر آن نمایش حرف "a" در یک ادیتور یا نمایشگر است. زمانیکه یک شیء Immutable حاوی اطلاعات حرف "a"، ایجاد شود، به سادگی می‌توان این تک وهله را جهت نمایش هزاران حرف "a" مورد استفاده‌ی مجدد قرار داد، بدون اینکه نگران مصرف حافظه‌ی بالای برنامه باشیم.
- کار با اشیاء Immutable به باگ‌های کمتری ختم می‌شود؛ چون همواره امکان تغییر حالت درونی یک شیء، توسط قسمت‌های مختلف برنامه، می‌تواند به باگ‌های ناخواسته‌ای منتهی شوند.
- Hash list‌ها که در جهت بهبود کارآیی برنامه‌ها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند، بر اساس کلیدهایی Immutable قابل تشکیل هستند.


روش تعریف نوع‌های جدید record

کلاس ساده‌ی زیر را در نظر بگیرید:
public class User
{
   public string Name { set; get; }
}
برای تبدیل آن به یک نوع جدید record فقط کافی است واژه‌ی کلیدی class آن‌را با record جایگزین کنیم (به آن nominal record هم می‌گویند):
public record User
{
   public string Name { set; get; }
}
نحوه‌ی کار با آن و وهله سازی آن نیز دقیقا مانند کلاس‌ها است:
var user = new User();
user.Name = "User 1";
و ... در اینجا امکان انتساب مقداری به خاصیت Name وجود دارد؛ یعنی این خاصیت به صورت پیش‌فرض Immutable نیست.

روش تعریف دومی نیز در اینجا میسر است (به آن positional record هم می‌گویند):
public record User(string Name);
با این‌کار، به صورت خودکار یک record جدید تشکیل می‌شود که به همراه خاصیت Name است؛ چیزی شبیه به record قبلی که تعریف کردیم (به همین جهت نیاز است نام آن‌را شروع شده‌ی با حروف بزرگ درنظر بگیریم). با این تفاوت که این record، اینبار دارای سازنده است و همچنین خاصیت Name آن از نوع init-only است. در این حالت است که کل record به صورت immutable معرفی می‌شود؛ وگرنه روش تعریف یک خاصیت معمولی که از نوع init-only نیست (مانند مثال اول)، سبب بروز Immutability نخواهد شد.

برای کار با رکورد دومی که تعریف کردیم باید سازند‌ه‌ی این record را مقدار دهی کرد:
var user = new User("User 1");
// Error: Init-only property or indexer 'User.Name' can only be assigned
// in an object initializer, or on 'this' or 'base' in an instance constructor
// or an 'init' accessor. [CS9Features]csharp(CS8852)
user.Name = "User 1";
و همانطور که ملاحظه می‌کنید، چون خاصیت Name از نوع init-only است و در سازنده‌ی record تعریف شده مقدار دهی شده‌است، دیگر نمی‌توان آن‌را مقدار دهی مجدد کرد. همچنین در اینجا امکان استفاده‌ی از object initializers مانند new User { Name = "User 1" } نیز وجود ندارد؛ چون به همراه یک سازنده‌ی به صورت خودکار تولید شده‌است که خاصیتی init-only را مقدار دهی کرده‌است.


نوع جدید record چه اطلاعاتی را به صورت خودکار تولید می‌کند؟

روش دوم تعریف recordها اگر در نظر بگیریم:
public record User(string Name);
و در این حالت برنامه را کامپایل کنیم، به کدهای زیر که حاصل از دی‌کامپایل است، می‌رسیم:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Text;
using CS9Features;

public class User : IEquatable<User>
{
 protected virtual Type EqualityContract
 {
  [System.Runtime.CompilerServices.NullableContext(1)]
  [CompilerGenerated]
  get
  {
   return typeof(User);
  }
 }

 public string Name
 {
  get;
  set/*init*/;
 }

 public User(string Name)
 {
  this.Name = Name;
  base..ctor();
 }

 public override string ToString()
 {
  StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
  stringBuilder.Append("User");
  stringBuilder.Append(" { ");
  if (PrintMembers(stringBuilder))
  {
   stringBuilder.Append(" ");
  }
  stringBuilder.Append("}");
  return stringBuilder.ToString();
 }

 protected virtual bool PrintMembers(StringBuilder builder)
 {
  builder.Append("Name");
  builder.Append(" = ");
  builder.Append((object?)Name);
  return true;
 }

 [System.Runtime.CompilerServices.NullableContext(2)]
 public static bool operator !=(User? r1, User? r2)
 {
  return !(r1 == r2);
 }

 [System.Runtime.CompilerServices.NullableContext(2)]
 public static bool operator ==(User? r1, User? r2)
 {
  return (object)r1 == r2 || (r1?.Equals(r2) ?? false);
 }

 public override int GetHashCode()
 {
  return EqualityComparer<Type>.Default.GetHashCode(EqualityContract) * -1521134295 + EqualityComparer<string>.Default.GetHashCode(Name);
 }

 public override bool Equals(object? obj)
 {
  return Equals(obj as User);
 }

 public virtual bool Equals(User? other)
 {
  return (object)other != null && EqualityContract == other!.EqualityContract && EqualityComparer<string>.Default.Equals(Name, other!.Name);
 }

 public virtual User <Clone>$()
 {
  return new User(this);
 }

 protected User(User original)
 {
  Name = original.Name;
 }

 public void Deconstruct(out string Name)
 {
  Name = this.Name;
 }
}
این خروجی به صورت خودکار تولید شده‌ی توسط کامپایلر، چنین نکاتی را به همراه دارد:
- record‌ها هنوز هم در اصل همان class‌های استاندارد #C هستند (یعنی در اصل reference type هستند).
- این کلاس به همراه یک سازنده و یک خاصیت init-only است (بر اساس تعاریف ما).
- متد ToString آن بازنویسی شده‌است تا اگر آن‌را بر روی شیء حاصل، فراخوانی کردیم، به صورت خودکار نمایش زیبایی را از محتوای آن ارائه دهد.
- این کلاس از نوع  <IEquatable<User است که امکان مقایسه‌ی اشیاء record را به سادگی میسر می‌کند. برای این منظور متدهای GetHashCode و Equals آن به صورت خودکار بازنویسی و تکمیل شده‌اند (یعنی مقایسه‌ی آن شبیه به value-type است).
- این کلاس امکان clone کردن اطلاعات جاری را مهیا می‌کند.
- همچنین به همراه یک متد Deconstruct هم هست که جهت انتساب خواص تعریف شده‌ی در آن، به یک tuple مفید است.

بنابراین یک رکورد به همراه قابلیت‌هایی است که سال‌ها در زبان #C وجود داشته‌اند و شاید ما به سادگی حاضر به تشکیل و تکمیل آن‌ها نمی‌شدیم؛ اما اکنون کامپایلر زحمت کدنویسی خودکار آن‌ها را متقبل می‌شود!


ساخت یک وهله‌ی جدید از یک record با clone کردن آن

اگر به کدهای حاصل از دی‌کامپایل فوق دقت کنید، یک قسمت جدید clone هم با syntax خاصی در آن ظاهر شده‌است:
public virtual User <Clone>$()
{
  return new User(this);
}
زمانیکه یک شیء Immutable است، دیگر نمی‌توان مقادیر خواص آن‌را در ادامه تغییر داد. اما اگر نیاز به اینکار وجود داشت، باید چکار کنیم؟ در C# 9.0 برای ایجاد وهله‌ی جدید معادلی از یک record، واژه‌ی کلیدی جدیدی را به نام with، اضافه کرده‌اند. برای نمونه اگر record زیر را در نظر بگیریم که دارای دو خاصیت نام و سن است:
public record User(string Name, int Age);
وهله سازی متداول آن به صورت زیر خواهد بود:
var user1 = new User("User 1", 21);
اما اگر خواستیم خاصیت سن آن‌را تغییر دهیم، می‌توان با استفاده از واژه‌ی کلیدی with، به صورت زیر عمل کرد:
var user2 = user1 with { Age = 31 };
کاری که در اصل در اینجا انجام می‌شود، ابتدا clone کردن شیء user1 است (یعنی دقیقا یک وهله‌ی جدید از user1 را با تمام اطلاعات قبلی آن در اختیار ما قرار می‌دهد که این وهله، ارجاعی را به شیء قبلی ندارد و از آن منقطع است). بنابراین نام user2، دقیقا همان "User 1" است که پیشتر تنظیم کردیم؛ با این تفاوت که اینبار مقدار سن آن متفاوت است. با استفاده از cloning، هنوز شیء user1 که immutable است، دست نخورده باقی مانده‌است و توسط with می‌توان خواص آن‌را تغییر داد و حاصل کار، یک شیء کاملا جدید است که مکان آن در حافظه، با مکان شیء user1 در حافظه، یکی نیست.


مقایسه‌ی نوع‌های record

در کدهای حاصل از دی‌کامپایل فوق، قسمت عمده‌ای از آن به تکمیل اینترفیس <IEquatable<User پرداخته شده بود. به همین جهت اکنون دو رکورد با مقادیر خواص یکسانی را ایجاد می‌کنیم:
var user1 = new User("User 1", 21);
var user2 = new User("User 1", 21);
سپس یکبار آن‌ها را از طریق عملگر == و بار دیگر به کمک متد Equals، مقایسه می‌کنیم:
Console.WriteLine("user1.Equals(user2) -> {0}", user1.Equals(user2));
Console.WriteLine("user1 == user2 -> {0}", user1 == user2);
خروجی هر دو حالت، True است:
user1.Equals(user2) -> True
user1 == user2 -> True
این مورد، یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های recordها با classها هستند.
- زمانیکه عملگر == را بر روی شیء user1 و user2 اعمال می‌کنیم، اگر User، از نوع کلاس معمولی باشد، حاصل آن false خواهد بود؛ چون این دو، به یک مکان از حافظه اشاره نمی‌کنند، حتی با اینکه مقادیر خواص هر دو شیء یکی است.
- اما اگر به قطعه کد دی‌کامپایل شده دقت کنید، در یک رکورد که هر چند در اصل یک کلاس است، حتی عملگر == نیز بازنویسی شده‌است تا در پشت صحنه همان متد Equals را فراخوانی کند و این متد با توجه به پیاده سازی اینترفیس <IEquatable<User، اینبار دقیقا مقادیر خواص رکورد را یک به یک مقایسه کرده و نتیجه‌ی حاصل را باز می‌گرداند:
public virtual bool Equals(User? other)
{
   return (object)other != null &&
 EqualityContract == other!.EqualityContract &&
 EqualityComparer<string>.Default.Equals(Name, other!.Name) && 
EqualityComparer<int>.Default.Equals(Age, other!.Age);
}
این متدی است که به صورت خودکار توسط کامپایلر جهت مقایسه‌ی مقادیر خواص رکورد جدید تعریف شده، تشکیل شده‌است. به عبارتی recordها از لحاظ مقایسه، شبیه به value objects عمل می‌کنند؛ هرچند در اصل یک کلاس هستند.

یک نکته: بازنویسی عملگر == در SDK نگارش rc2 فعلی رخ‌داده‌است و در نگارش‌های قبلی preview، اینگونه نبود.


امکان ارث‌بری در recordها

دو رکورد زیر را در نظر بگیرید که اولی به همراه Name است و نمونه‌ی مشتق شده‌ی از آن، خاصیت init-only سن را نیز به همراه دارد:
    public record User
    {
        public string Name { get; init; }

        public User(string name)
        {
            Name = name;
        }
    }

    public record UserWithAge : User
    {
        public int Age { get; init; }

        public UserWithAge(string name, int age) : base(name)
        {
            Age = age;
        }
    }
در اینجا روش دیگر تعریف recordها را ملاحظه می‌کنید که شبیه به کلاس‌ها است و خواص آن init-only هستند. در این حالت اگر مقایسه‌ی زیر را انجام دهیم:
var user1 = new User("User 1");
var user2 = new UserWithAge("User 1", 21);

Console.WriteLine("user1.Equals(user2) -> {0}", user1.Equals(user2));
Console.WriteLine("user1 == user2 -> {0}", user1 == user2);
به خروجی زیر خواهیم رسید:
user1.Equals(user2) -> False
user1 == user2 -> False
علت آن را هم پیشتر بررسی کردیم. تساوی رکوردها بر اساس مقایسه‌ی مقدار تک تک خواص آن‌ها صورت می‌گیرد و چون user1 به همراه سن نیست، مقایسه‌ی این دو، false را بر می‌گرداند.

امکان تعریف ارث‌بری رکوردها به صورت زیر نیز وجود دارد و الزاما نیازی به روش تعریف کلاس مانند آن‌ها، مانند مثال فوق نیست:
public abstract record Food(int Calories);
public record Milk(int C, double FatPercentage) : Food(C);


رکوردها متد ToString را بازنویسی می‌کنند

در مثال قبلی اگر یک ToString را بر روی اشیاء تشکیل شده فراخوانی کنیم:
Console.WriteLine(user1.ToString());
Console.WriteLine(user2.ToString());
به این خروجی‌ها می‌رسیم:
User { Name = User 1 }
UserWithAge { Name = User 1, Age = 21 }
که حاصل بازنویسی خودکار متد ToString در پشت صحنه است.


امکان استفاده‌ی از Deconstruct در رکوردها

دو روش برای تعریف رکوردها وجود دارند؛ یکی شبیه به تعریف کلاس‌ها است و دیگری تعریف یک سطری، که positional record نیز نامیده می‌شود:
public record Person(string Name, int Age);
 فقط در حالت تعریف یک سطری positional record فوق است که خروجی خودکار نهایی تولیدی، به همراه public void Deconstruct نیز خواهد بود:
public void Deconstruct(out string Name, out int Age)
{
  Name = this.Name;
  Age = this.Age;
}
در این حالت می‌توان از tuples نیز برای کار با آن استفاده کرد:
var (name, age) = new Person("User 1", 21);
واژه‌ی «positional» نیز دقیقا به همین قابلیت اشاره می‌کند که بر اساس موقعیت خواص تعریف شده‌ی در رکورد، امکان Deconstruct آن‌ها به متغیرهای یک tuple وجود دارد. حالت تعریف کلاس مانند رکوردها، nominal نام دارد.


امکان استفاده‌ی از نوع‌های record در ASP.NET Core 5x

سیستم model binding در ASP.NET Core 5x، از نوع‌های record نیز پشتیبانی می‌کند؛ یک مثال:
 public record Person([Required] string Name, [Range(0, 150)] int Age);

 public class PersonController
 {
   public IActionResult Index() => View();

   [HttpPost]
   public IActionResult Index(Person person)
   {
    // ...
   }
 }


پرسش و پاسخ

آیا نوع‌های record به صورت value type معرفی می‌شوند؟
پاسخ: خیر. رکوردها در اصل reference type هستند؛ اما از لحاظ مقایسه، شبیه به value types عمل می‌کنند.

آیا می‌توان در یک کلاس، خاصیتی از نوع رکورد را تعریف کرد؟
پاسخ: بله. از این لحاظ محدودیتی وجود ندارد.

آیا می‌توان در رکوردها، از struct و یا کلاس‌ها جهت تعریف خواص استفاده کرد؟
پاسخ: بله. از این لحاظ محدودیتی وجود ندارد.

آیا می‌توان از واژه‌ی کلیدی with با کلاس‌ها و یا structها استفاده کرد؟
پاسخ: خیر. این واژه‌ی کلیدی در C# 9.0 مختص به رکوردها است.

آیا رکوردها به صورت پیش‌فرض Immutable هستند؟
پاسخ: اگر آن‌ها را به صورت positional records تعریف کنید، بله. چون در این حالت خواص تشکیل شده‌ی توسط آن‌ها از نوع init-only هستند. در غیراینصورت، می‌توان خواص غیر init-only را نیز به تعریف رکوردها اضافه کرد.