مطالب
برنامه نویسی اندروید با Xamarin.Android - قسمت سوم
در این مقاله می‌خواهیم یک لیست ساده را ایجاد کرده و داخل یک کنترل (View)، از نوع ListView قرار دهیم. همچنین با برخی از کنترل‌های پرکاربرد، برای چیدمان کنترل‌ها در اندروید آشنا می‌شویم.

قبل از شروع به طراحی UI باید کمی با واحدهای اندازه گیری در اندروید آشنا شویم. بدانید و آگاه باشید که استفاده از واحد Pixel برای تعیین اندازه در اندروید کار بسیار اشتباهی است. طراح همیشه باید Density یا تراکم صفحه‌ی نمایش را در نظر بگیرد. تراکم صفحه‌ی نمایش به معنای تعداد پیکسل موجود در یک اینچ می‌باشد. اندازه‌ی 100 پیکسل در دستگاه‌های مختلف با (dpi(Dot Per Inchهای متفاوت به یک اندازه نیست.

واحد dpi: اندروید واحد dpi را برای طراحی و چیدمان Layoutها معرفی کرده است. dpi مخفف Device Independent Pixel هست و معمولا بصورت dp نوشته می‌شود که یک واحد پیکسلی مجازی است و بر پایه‌ی یک صفحه نمایش با رزولوشن 160dpi طراحی شده‌است. به عبارت دیگر یک dp، یک پیکسل در یک صفحه‌ی نمایش با رزولوشن 160dpi می‌باشد. این واحد این اطمینان را به شما می‌دهد که یک View، در صفحه نمایش‌های با رزولوشن متفاوت، بطور مناسبی بزرگ یا کوچک می‌شود.

واحد sp: مخفف Scale Independent Pixel است و شبیه dp عمل می‌کند؛ با این تفاوت که تنظیمات کاربر را (مثلا شخصی که بخاطر ضعف چشم اندازه‌ی قلم گوشی خود را بزرگ نموده) در محاسبات خود در نظر می‌گیرد. به دلیل آنکه از لحاظ زیبایی شناسی و همچنین چیدمان عناصر داخل UI زمانیکه از واحد اندازه گیری sp استفاده می‌کنیم ممکن است با مشکل مواجه شویم، بیشتر از dp استفاده می‌کنیم، مگر در بعضی مواقع آن هم برای مقداردهی به اندازه‌ی قلم!

خوب! به سراغ فولدر Layout رفته و Main.axml را باز نمایید. به قسمت Source بروید.
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent">
    <Button
        android:id="@+id/MyButton"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="@string/Hello" />
</LinearLayout>
در این سند axml یک LinearLayout مشاهده می‌نمایید. وقتی شما View را به LinearLayout اضافه می‌کنید، با توجه به اینکه orientation آن را vertical یا horizontal انتخاب کرده باشید، به صورت افقی و یا عمودی طرح بندی را انجام می‌دهد.

layout_width و layout_height (مقداردهی آن‌ها الزامی است) ابعاد layout ما را مشخص می‌کنند. مقدار fill_parent دیگر منسوخ شده و به جای آن match_parent استفاده می‌شود و به معنای آن است که تمام فضای موجود در کنترل را اشغال کند. مقدار دیگری که می‌توان به آن نسبت داد (و در layout_height مربوط به Button مشاهده می‌نمایید)، wrap_content می‌باشد که اعلام می‌کند فقط به میزان مورد نیاز برای محتویات، کنترل والد را اشغال کند. البته با تغییر میزان محتویات، اندازه‌ی کنترل متغییر است. شما می‌توانید مقادیر عددی را هم با واحد dp یا حتی pixel (که اصلا توصیه نمی‌شد) جایگزین نمایید.

در ادامه، کنترل (که در اندروید به آن View گفته می‌شود) Button را حذف نمایید و به جای آن یک ListView را قرار دهید و نامی را به آن نسبت دهید. ListView از کاربردی‌ترین و مهم‌ترین کنترل‌های اندروید می‌باشد. ListView شامل قسمت‌های زیر است:
Rows: قسمت نمایش دهنده‌ی داده‌ها.
Adapter: یک کلاس که وظیفه‌ی انقیاد منبع داده را به ListView، بر عهده دارد.
Fast Scrolling: یک دسته(handle) که به کاربر اجازه می‌دهد تا در طول ListView حرکت کند.
Section Index: یک view می‌باشد و جایگاه لیت را هنگام اسکرول مشخص میکند و معمولا در Contacts گوشی بصورت ابتدای حروف نام مخاطبین خود مشاهده کرده‌اید.
Layout زیر را در نظر بگیرید:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">
    <ListView
        android:background="#fff"
        android:id="@+id/NameListView"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent" />
</LinearLayout>  
به MainActivity.cs بروید و کدهای مربوط به Button قبلی را که با ListView جایگزین کرده‌ایم، حذف نمایید. متد OnCreate به این صورت می‌باشد:
protected override void OnCreate(Bundle bundle)
        {
            base.OnCreate(bundle);
            SetContentView(Resource.Layout.Main);

            List<string> namesList = new List<string>
            {
                "Mohammad","Fatemeh","Ali","Hasan","Husein","Mohsen","Mahdi",
            };
            var namesAdapter = new ArrayAdapter<string>
                (this, Android.Resource.Layout.SimpleListItem1, namesList);

            var listview = FindViewById<ListView>(Resource.Id.NameListView);
            listview.Adapter = namesAdapter;
        }
همانطور که گفته شد SetContentView مشخص کننده‌ی layout مورد نظر ما برای نمایش می‌باشد. می‌توان بدون هیچ layout خاصی با کدهای سی شارپ، کنترل‌های مورد نظر را ایجاد کرد که کار زمانبری است؛ ولی بعضی مواقع مجبور به این کار هستیم.
namesList یک لیست ساده از نوع string با مقدار دهی اولیه است.
ArrayAdapter یک کلاس Adapter توکار می‌باشد که یک آرایه (یا لیست) را از نوع string، برای نمایش به ListView متصل می‌کند (bind). نوع جنریک آن یعنی <ArrayAdapter<T برای نوع‌های دیگر هم استفاده می‌شود. در واقع Adapter با دریافت یک لیست برای نمایش و یک Layout برای تعیین نوع نمایش، به ازای هر سطر از اطلاعات یک View را با اطلاعات آن سطر به سمت ListView ارسال می‌کند. در اینجا ما در سازنده‌ی ArrayAdapter با استفاده از Resourceهای توکار اندروید که از طریق Android.Resource به آن‌ها دسترسی داریم، یک layout ساده را شامل یک TextView(مانند label و یا textBlock)، به همراه namesList، برای Adapter ارسال کردیم.
متد FindViewById با توجه به Layout معرفی شده‌ی به Activity، به دنبال View با Id مورد نظر می‌پردازد. مهم نیست که در Layoutهای جداگانه نام‌های یکسانی استفاده کنید. این متد در کلاس View قرار دارد و تمام کنترل(View)ها، فرزند آن می‌باشند. در اینجا از نوع جنریک آن استفاده شده که عمل تبدیل View به ListView را خود متد بر عهده بگیرد.
در انتها Adapter مورد نظر به ویژگی Adpater کنترل ListView اضافه می‌شود.

ListView کنترل بسیار منعطفی می‌باشد. برخی ویژگی‌ها آن را در زیر می‌توانید مشاهده بفرمایید:
  • android:dividerHeight                    // ارتفاع جداکننده‌ی سطرها
  • android:divider                            // رنگ جداکننده‌ی سطرها
  • android:layoutAnimation               // انیمیشن برای layoutها 
  • android:background                    // رنگ ضمینه را مشخص میکند. البته میتوانید یک style را به ان نسبت دهید

خوب؛ حالا بیایید یک ListView را با ظاهر و Adapter سفارشی بسازیم.
ابتدا باید یک Layout را طراحی کنیم تا به ازای هر سطر برای ListView ارسال شود. با استفاده از Add->New item یک Layout را به فولدر layout اضافه کنید.
کد زیر را درون فایل axml مربوطه کپی کنید. 
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="horizontal"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:padding="14dp">
    <TextView
        android:text=""
        android:gravity="center_vertical"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="match_parent"
        android:id="@+id/idTextView" />
    <TextView
        android:text=""
        android:gravity="center_vertical"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:id="@+id/nameTextView"
        android:layout_marginLeft="14dp" />
</LinearLayout>
کلاس زیر (یا هر کلاس دلخواه دیگری) را به عنوان مدل برنامه اضافه کنید.
namespace DotSystem.ir.App1.Model
{
    public class Person
    {
        public int Id { get; set; }
        public string PersonName { get; set; }

    }
حالا باید Adapter خود را بسازیم. ابتدا کلاسی را با نام PersonAdapter به برنامه اضافه نمایید. این کلاس باید از کلاس BaseAdapter (نوع جنریک آن هم موجود می‌باشد) و یا فرزندان آن ArrayAdapter، CursorAdapter و ... ارث بری نماید. اگر مستقیما از BaseAdapter استفاده کنیم، به دلیل Abstract بودن تعدادی از متدها و Propertyها مجبور به override کردن آن‌ها می‌شویم. ما در اینجا از BaseAdapter استفاده می‌کنیم. کد زیر را در نظر بگیرید:
namespace DotSystem.ir.App1.Adapters
{
    public class PersonAdapter : BaseAdapter<Model.Person>
    {
        public override Person this[int position]
        {
            get
            {
                throw new NotImplementedException();
            }
        }

        public override int Count
        {
            get
            {
                throw new NotImplementedException();
            }
        }

        public override long GetItemId(int position)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }

        public override View GetView(int position, View convertView, ViewGroup parent)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
}
BaseAdapter شامل یک Indexer برای دسترسی آسان به Itemهای لیست، یک ویژگی برای برگرداندن تعداد آیتم‌ها، متدی برای برگرداندن Id هر آیتم و مهمترین بخش آن یعنی متد GetView که برای نمایش هر آیتمی یک بار اجرا می‌شود و Layout مورد نظر ما را با اطلاعات پر کرده و به سمت ListView می‌فرستد.

در اینجا ما به چند فیلد داخل کلاس احتیاج داریم.
  • لیست اطلاعات مورد نظر.
  • Activity جاری که Adapter را استفاده می‌کند.
بنابراین دو فیلد را به همراه متد سازنده، برای مقدار دهی آن‌ها اضافه کرده و کلاس بالا را نیز تکمیل می‌کنیم.
namespace DotSystem.ir.App1.Adapters
{
    public class PersonAdapter : BaseAdapter<Person>
    {
        protected Activity _activity = null;
        protected List<Person> _list = null;
        public PersonAdapter(Activity activity, List<Person> list)
        {
            _activity = activity;
            _list = list;
        }
        public override Person this[int position]
        {
            get
            {
                return _list[position];
            }
        }

        public override int Count
        {
            get
            {
                return _list.Count;
            }
        }

        public override long GetItemId(int position)
        {
            return _list[position].Id;
        }

        public override View GetView(int position, View convertView, ViewGroup parent)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
}
در این مرحله باید متد GetView را پیاده سازی کنیم. به پیاده سازی زیر دقت کنید:
public override View GetView(int position, View convertView, ViewGroup parent)
        {
            if (convertView == null)
                convertView = _activity.LayoutInflater
                    .Inflate(Resource.Layout.PersonListViewItemLayout, parent, false);

            var idTextView = convertView.FindViewById<TextView>(Resource.Id.idTextView);
            var nameTextView = convertView.FindViewById<TextView>(Resource.Id.NameListView);

            var persion = _list[position];

            idTextView.Text = persion.Id.ToString();
            nameTextView.Text = persion.PersonName;

            return convertView;
        }
در مرحله‌ی اول بررسی می‌کنیم که اگر convertView برابر با null بود، آن را مقدار دهی کند. این نکته بسیار مهم است، چرا که ListView برای کارآیی بهتر فقط آن آیتم هایی را که در دید کاربر باشد، با متد GetView لود میکند و دوباره با اسکرول لیست، عمل فراخوانی متد انجام می‌شود؛ البته اینبار بدون مقدار null برای convertView. بنابراین اگر دیدید که هنگام اسکرول لیست، آیتم‌ها جابجا شدند، این بخش از متد را دوباره بررسی نمایید.
Inflate متدی است که Layout و نگه دارنده‌ی  layout را گرفته و آن را برای نمایش در Activity آماده می‌کند. سپس دو View را که در Layout ما وجود دارند، گرفته مقدار دهی می‌کنیم و در آخر هم convertView را برای نمایش به سمت ListView می‌فرستیم.
حال متد OnCreate را به صورت زیر بازنویسی نموده و برنامه را اجرا می‌کنیم.
protected override void OnCreate(Bundle bundle)
        {
            base.OnCreate(bundle);
            SetContentView(Resource.Layout.Main);

            List<Model.Person> personList = new List<Model.Person>
            {
                new Model.Person() {Id = 1, PersonName = "Mohammad", },
                new Model.Person() {Id = 2, PersonName = "Ali", },
                new Model.Person() {Id = 3, PersonName = "Fatemeh", },
                new Model.Person() {Id = 4, PersonName = "hasan", },
                new Model.Person() {Id = 5, PersonName = "Husein", },
                new Model.Person() {Id = 6, PersonName = "Mohsen", },
                new Model.Person() {Id = 14, PersonName = "Mahdi", },
            };
            var personAdapter = new Adapters.PersonAdapter(this, personList);

            var listview = FindViewById<ListView>(Resource.Id.NameListView);
            listview.Adapter = personAdapter;
        }
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
پشتیبانی از SIMD در دات نت 4.6
SIMD مخفف «Single Instruction, Multiple Data» است و متشکل است از تعدادی instruction پردازنده‌ها که بجای مقادیر عددی، بر روی بردارها کار می‌کنند. به این ترتیب امکان کار موازی بر روی مقادیر عددی، در سطح CPU میسر می‌شود. برای نمونه به تصویر ذیل دقت کنید:


در اینجا قرار است تک تک عناصر آرایه‌ای از اعداد، با عدد 6 جمع شوند. روش متداول آن به این صورت است که حلقه‌ای تشکیل شده و سپس تک تک عناصر این آرایه دریافت و با عدد 6 جمع می‌شوند. اما در حالت استفاده‌ی از SIMD، هربار گروهی از عناصر این آرایه به صورت یک بردار درنظر گرفته می‌شوند (Multiple Data) و سپس با برداری حاوی مقدار 6 جمع می‌شوند (Single Instruction). اینبار این عملیات به صورت موازی، بر روی گروهی از اعداد انجام می‌شود و به همین دلیل نسبت به حالت کار بر روی یک المان از آرایه در هر مرحله، سرعت بیشتری دارد.


تفاوت چندریسمانی با SIMD چیست؟

شاید عنوان کنید که با وجود امکانات چندریسمانی چه نیازی به SIMD است؟ در حالت پردازش‌های چند ریسمانی، یک یا چند کار بر روی چندین هسته‌ی CPU به صورت موازی پردازش می‌شوند، اما SIMD امکان پردازش موازی را در یک هسته‌ی CPU میسر می‌کند.


آیا CPU من از SIMD پشتیبانی می‌کند؟

SIMD instruction sets شامل افزونه‌ها‌ی ذیل است:
• MMX - MultiMedia eXtensions
• SSE - Streaming SIMD Extensions
• SSE2 - Streaming SIMD Extensions 2
• SSE3 - Streaming SIMD Extensions 3
• SSSE3 - Supplemental Streaming SIMD Extensions 3
• SSE4.1 - Streaming SIMD Extensions 4.1
• SSE4.2 - Streaming SIMD Extensions 4.2
• AES-NI - Advanced Encryption Standard New Instructions
• AVX - Advanced Vector eXtensions
اگر CPU شما حداقل یکی از این قابلیت‌ها را داشته باشد، امکان استفاده‌ی از SIMD را دارید. برای مشخص سازی آن نیز می‌توانید از برنامه‌ی معروف CPU-Z استفاده کنید:


در این برنامه، در برگه‌ی CPU آن به قسمت instructions آن دقت کنید و موارد لیست شده‌ی در آن را با افزونه‌ها‌ی فوق مقایسه نمائید.


پشتیبانی از SIMD در دات نت

با ارائه‌ی دات نت 4.6 و RyuJIT جدید آن، امکان کار با دستورات SIMD در فضای نام System.Numerics.Vectors پیش بینی شده‌است. برای کار با آن باید بسته‌ی نیوگت زیر را نصب کنید:
 PM> Install-Package System.Numerics.Vectors
در ابتدای کار باید بررسی کنید که آیا سخت افزار شما از SIMD پشتیبانی می‌کند یا خیر. خاصیت Vector.IsHardwareAccelerated بیانگر این موضوع است. اما ... این خاصیت در حال دیباگ ممکن است مساوی false باشد. برای استفاده‌ی از SIMD ، طی این مراحل ضروری است:
الف) نصب دات نت 4.6.x (دریافت دات نت 4.6.1 مخصوص یکپارچه شدن با ویژوال استودیو)
ب) به خواص پروژه‌ی جاری مراجعه کرده و platform target را بر روی x64 قرار دهید. باید دقت داشت که RyuJIT جدید، برای سیستم‌های 64 بیتی طراحی شده‌است.
ج) RyuJIT، در حالت release و انتخاب گزینه‌ی optimize code (در همان برگه‌ی خواص پروژه) است که کدهای ویژه‌ی SIMD را تولید می‌کند.
د) نصب بسته‌ی نیوگت System.Numerics.Vectors

در کل اگر برنامه را داخل دیباگر VS.NET اجرا کنید، مقدار Vector.IsHardwareAccelerated مساوی false خواهد بود. به همین جهت برنامه را در حالت release و 64 بیتی کامپایل کرده و خارج از محیط VS.NET اجرا کنید.


بررسی فضای نام جدید System.Numerics.Vectors

پشتیبانی از SIMD در دات نت به این معنا نیست که هر نوع کدی توسط RyuJIT به صورت خودکار تبدیل به SIMD instruction sets خواهد شد. برای این منظور نیاز است از نوع‌های داده‌ای خاصی به همراه متدهای مرتبط با آن‌ها استفاده کرد.
سری اول این نوع‌های جدید برداری، به شرح زیر هستند:
var vector01 = new Vector2(x: 5F, y: 15F);
var vector11 = new Vector3(x: 5F, y: 15F, z: 25F);
var vector12 = new Vector3(x: 3F, y: 5F, z: 8F);
var vector13 = new Vector4(x: 3F, y: 5F, z: 8F, w:1F);
کلاس‌های وکتور 2، 3 و 4، بردارهایی از نوع float را با اندازه‌هایی ثابت تعریف می‌کنند و بر روی 128bit SIMD registers کار می‌کنند. بر روی این کلاس‌ها، با توجه به operators overloading صورت گرفته، امکان جمع، منها، ضرب و تقسیم نیز وجود دارد و یا می‌توان از متدهای متناظر موجود در کلاس‌های آن‌ها استفاده کرد. نمونه‌ای از این عملیات را در مثال‌های ذیل مشاهده می‌کنید:
var vector3 = vector11 - vector12; //استفاده از سربارگذاری عملگرها
var vector4 = Vector3.Subtract(vector12, vector11);//ویا استفاده از متدهای متناظر
 
vector3 = vector11 * vector12;
vector4 = Vector3.Multiply(vector11, vector12);
 
vector3 = vector11 / vector12;
vector4 = Vector3.Divide(vector11, vector12);
 
vector3 = vector11 + vector12;
vector4 = Vector3.Add(vector11, vector12);
 
var areEqual = (vector11 == vector12);
 
var areNotEqual = (vector11 != vector12);
 
var array = new float[3];
vector11.CopyTo(array);
در مثال آخر مطرح شده، روشی کپی و تبدیل یک بردار، به یک آرایه‌ی هم نوع آن، ارائه شده‌است.
علاوه بر اعمال متداول ریاضی، هر کدام از کلاس‌های Vector دارای متدهای اضافی ویژه‌ای مانند محاسبه‌ی حداقل، حداکثر، جذر و غیره نیز می‌باشند:
vector3 = Vector3.Max(vector11, vector12);
vector3 = Vector3.Min(vector11, vector12);
vector3 = Vector3.SquareRoot(vector11);
vector3 = Vector3.Abs(vector11);
var dotProduct = Vector3.Dot(vector11, vector12);
برای مثال متد Max در اینجا به MAXPS instruction مخصوص پردازشگر ترجمه می‌شود.

سری دوم بردارهای قابل تعریف، از نوع <Vector<T هستند. برای مثال CPUهایی که از SSE2 پشتیبانی می‌کنند، قابلیت کار با نوع‌های داده‌ای زیر را نیز دارا هستند:
Vector<double>.Length: 2
Vector<int>.Length: 4
Vector<long>.Length: 2
Vector<float>.Length: 4
برای نمونه همان مثال ابتدای بحث را در نظر بگیرید. نسخه‌ی متداول انجام افزودن مقداری به تک تک اعضای یک آرایه به صورت زیر است:
private static int[] simpleIncrement(int[] values, int inc)
{
    var results = new int[values.Length];
    for (var i = 0; i < results.Length; i++)
    {
        results[i] = values[i] + inc;
    }
    return results;
}
بازنویسی این متد برای کار با SIMD به صورت ذیل خواهد بود:
private static int[] simdIncrement(int[] values, int inc)
{
    var vector = new Vector<int>(values);
    var vectorAddResults = vector + new Vector<int>(inc);
 
    var results = new int[values.Length];
    vectorAddResults.CopyTo(results);
    return results;
}
در اینجا یک Vector از نوع int تعریف شده و سپس بجای تشکیل یک حلقه، فقط کافی است بردار دیگری را حاوی عدد مشخص شده، به آن اضافه کنیم. در پایان برای تبدیل این بردار به آرایه‌ای از نوع int (در صورت نیاز) می‌توان از متد Copy استفاده کرد.

در مثال ذیل، نحوه‌ی انتخاب Multiple data (گروهی از اعداد، بجای تک عدد) و سپس اعمال یک تک instruction را ملاحظه می‌کنید:
var valuesIn = new float[] { 4f, 16f, 36f, 64f, 9f, 81f, 49f, 25f, 100f, 121f, 144f, 16f, 36f, 4f, 9f, 81f };
var valuesOut = new float[valuesIn.Length];
for (var i = 0; i < valuesIn.Length; i += Vector<float>.Count)
{
    var vectorIn = new Vector<float>(valuesIn, i);
    
    var vectorOut = Vector.SquareRoot(vectorIn);
    vectorOut.CopyTo(valuesOut, i);
}
در مثال فوق قصد داریم جذر تک تک عناصر آرایه‌ای را محاسبه کرده و سپس در آرایه‌ی دومی ثبت کنیم. بجای روش متداول مراجعه‌ی به تک تک عناصر آرایه‌ی ورودی، اینبار با استفاده از کلاس بردار، به اندازه‌ی طول بردار float، اطلاعات را در vectorIn ذخیره کرده و سپس به صورت یکجا به تک متد SquareRoot ارسال می‌کنیم. این متد در سمت CPU به معادل SQRTPS instruction ترجمه می‌شود و تنها یک instruction است.

یک مثال تکمیلی
مطالب
آشنایی با نحوه‌ی وهله سازی کنترلرها در ASP.NET MVC با ساخت یک Controller Factory سفارشی
یکی از مزایای مهم فریم ورک ASP.NET MVC، توسعه پذیری کنترلرهای آن است. با مرور قسمت‌هایی از مسیر پردازش درخواست که منجر به اجرای یک اکشن متد می‌شود، شروع می‌کنیم و روش‌های مختلفی را که می‌توان بر روی این پردازش، کنترل داشت، بررسی می‌کنیم. شکل ذیل مسیر یک درخواست را مابین کامپوننت‌های مختلف فریم ورک نشان می‌دهد:
 
 

Controller Factory و Action Invoker وظیفه‌ای مطابق نامشان را عهده دار هستند. اولی برای وهله سازی کنترلرهای مرتبط با درخواست و دومی برای پیدا کردن و تریگر نمودن یک اکشن متد به کار گرفته می‌شوند. فریم ورک MVC پیاده سازی پیش فرضی را از این دو کامپوننت، به صورت توکار دارد. در طی مقالاتی نحوه‌ی کنترل کردن رفتار پیش فرض این Controller Factory و هم نحوه‌ی جایگزین کرن کامل این کامپوننت را بررسی می‌کنیم.

ابتدا پروژه‌ی جدیدی را از نوع MVC و با الگوی Empty به نام ControllerExtensibility ایجاد می‌کنیم. در پوشه‌ی Models یک فایل را به نام Result.cs ساخته و از آن برای معرفی کلاس Result مطابق کدهای ذیل استفاده می‌کنیم:
namespace ControllerExtensibility.Models
{
    public class Result
    {
        public string ControllerName { get; set; }
        public string ActionName { get; set; }
    }
}
در مسیر /Views/Shared ویویی را به نام Result.cshtml اضافه می‌کنیم. این ویویی است که در این مثال، همه‌ی اکشن متدهای کنترلرهایمان، آن را رندر خواهند کرد:
@model ControllerExtensibility.Models.Result
@{
Layout = null;
}
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta name="viewport" content="width=device-width" />
<title>Result</title>
</head>
<body>
<div>Controller: @Model.ControllerName</div>
<div>Action: @Model.ActionName</div>
</body>
</html>
در خط اول، مدل ویو را از نوع کلاس Result تعیین کرده‌ایم.
دو کنترلر را نیز حاوی کدهای زیر ایجاد می‌کنیم:

کنترلر product
using ControllerExtensibility.Models;
using System.Web.Mvc;
namespace ControllerExtensibility.Controllers
{
    public class ProductController : Controller
    {
        public ViewResult Index()
        {
            return View("Result", new Result
            {
                ControllerName = "Product",
                ActionName = "Index"
            });
        }
        public ViewResult List()
        {
            return View("Result", new Result
            {
                ControllerName = "Product",
                ActionName = "List"
            });
        }
    }
}

کنترلر customer

using System.Web.Mvc;
namespace ControllerExtensibility.Controllers
{
    public class CustomerController : Controller
    {
        public ViewResult Index()
        {
            return View("Result", new Result
            {
                ControllerName = "Customer",
                ActionName = "Index"
            });
        }
        public ViewResult List()
        {
            return View("Result", new Result
            {
                ControllerName = "Customer",
                ActionName = "List"
            });
        }
    }
}
اکشن‌های این دو کنترلر حاوی کد خاصی نبوده و صرفا ویوی Result.cshtml را صدا می‌زنند. ولی در این مرحله این همه‌ی آن چیزی است که برای نشان دادن نحوه‌ی سفارشی کردن کنترلرها بدان نیاز داریم.
ایجاد یک Controller Factory سفارشی بهترین راه برای درک نحوه‌ی وهله سازی کنترلر‌ها توسط MVC است. ولی این کار صرفا جنبه‌ی آموزشی داشته و در یک پروژه‌ی واقعی این نوع پیاده سازی‌ها پیشنهاد نمی‌شود؛ زیرا راه‌های مفیدتر و ساده‌تری با پیاده سازی توکار Controller Factory وجود دارند.
Controller Factory‌ها با پیاده سازی اینترفیس IControllerFactory معرفی می‌شوند. کدهای این اینترفیس را در ذیل می‌بینید:
using System.Web.Routing;
using System.Web.SessionState;
namespace System.Web.Mvc
{
    public interface IControllerFactory
    {
        IController CreateController(RequestContext requestContext,
        string controllerName);
        SessionStateBehavior GetControllerSessionBehavior(RequestContext requestContext,
        string controllerName);
        void ReleaseController(IController controller);
    }
}
پوشه‌ای را به نام Infrastructure ساخته و فایلی را به نام CustomControllerFactory.cs ، حاوی کدهای زیر اضافه کنید:
using System;
using System.Web.Mvc;
using System.Web.Routing;
using System.Web.SessionState;
using ControllerExtensibility.Controllers;

namespace ControllerExtensibility.Infrastructure
{
    public class CustomControllerFactory : IControllerFactory
    {
        public IController CreateController(RequestContext requestContext,
            string controllerName)
        {
            Type targetType = null;
            switch (controllerName)
            {
                case "Product":
                    targetType = typeof (ProductController);
                    break;
                case "Customer":
                    targetType = typeof (CustomerController);
                    break;
                default:
                    requestContext.RouteData.Values["controller"] = "Product";
                    targetType = typeof (ProductController);
                    break;
            }
            return targetType == null
                ? null
                : (IController) DependencyResolver.Current.GetService(targetType);
        }

        public SessionStateBehavior GetControllerSessionBehavior(RequestContext
            requestContext, string controllerName)
        {
            return SessionStateBehavior.Default;
        }

        public void ReleaseController(IController controller)
        {
            IDisposable disposable = controller as IDisposable;
            if (disposable != null)
            {
                disposable.Dispose();
            }
        }
    }
}
مهمترین متد کدهای فوق، CreateController است که فریم ورک، بر حسب نیاز، جهت سرویس دهی به درخواست واصله آن را صدا خواهد زد. پارامتر ورودی این متد، شیء RequestContext است که جزئیاتی در خصوص درخواست واصله را در اختیار factory خواهد گذاشت. همچنین یک رشته که نام کنترلر را بر حسب URL واصله تعیین می‌کند:
 

نام

نوع

توضیحات

HttpContext

HttpContextBase

حاوی اطلاعاتی در خصوص درخواست است.

RouteData

RouteData

حاوی اطلاعاتی در خصوص Rout است که با درخواست رسیده همخوانی دارد.

 
یکی از دلایلی که عنوان شد Controller factory سفارشی بدین روش در یک پروژه‌ی عملی به کار گرفته نشود این است که یافتن کلاس‌هایی از نوع Controller در سراسر برنامه و وهله سازی آنها کار دشواری است. چرا که لازم خواهد بود بتوانید به صورت پویا کنترلر را مکان یابی کرده و بین کلاس‌های هم نام در دیگر فضاهای نام تمییز قائل شوید و خطاهای محتمل در حین وهله سازی را کنترل کنید.
در این مثال تنها دو کنترلر داریم و آنها را به صورت مستقیم در Controller Factory وهله سازی می‌کنیم که در یک پروژه‌ی واقعی مطلوب نیست. ولی آنچه را که این روش آشکار‌تر می‌سازد، انعطاف پذیری بالای فریم ورک MVC است که دست ما را برای نفوذ و دخل و تصرف در اعمال و رفتاریهای پیش فرض خود باز گذاشته است و برای مثال در مباحث تزریق وابستگی‌ها و تنظیمات ابتدایی IoC Containers کاربرد دارد.
متد CreateController لازم است وهله‌ای از کلاسی که اینترفیس IController را پیاده سازی کرده برگرداند؛ در غیر اینصورت کار با خطا متوقف خواهد شد. لذا برای زمانی که درخواست کاربر، هیچ کدام از کنترلر‌ها را مشمول عنایت قرار نمی‌دهد، باید چاره‌ای اندیشیده شود.
می‌توان آن را به کنترلر خاصی که پیغام خطایی را رندر می‌کند، هدایت کنیم. به عبارت بهتر باید درخواست را به کنترلری که مطمئن هستیم وجود دارد (اصطلاحا کنترلر جانشین) هدایت نماییم. همان طور که در کد فوق در قسمت default می‌بینید:
default:
requestContext.RouteData.Values["controller"] = "Product";
targetType = typeof(ProductController);
break;
در صورت عدم تطابق با هیچ کدام از حالات تعیین شده، درخواست را به کنترلر ProductController جهت رسیدگی هدایت کرده‌ایم.
در MVC انتخاب ویوی مناسب، بر حسب مقدار RouteData.Values صورت می‌گیرد؛ نه نام کلاس Controller و این سبب خواهد شد فریم ورک، ویوهای مرتبط با کنترلر جانشین شده‌ی توسط ما را جستجو کند و نه کنترلری که کاربر از طریق URL ورودی آن را درخواست کرده است.
لذا Controller Factory صرفا وظیفه مپ کردن درخواست‌های واصله به کنترلر‌ها را ندارد، بلکه توانایی دخل و تصرف در درخواست واصله بر حسب مورد را نیز خواهد داشت.
در نهایت هم نحوه‌ی استفاده از DependencyResolver را برای وهله سازی کلاس‌های کنترلر می‌بینید. متد استاتیک Current یک پیاده سازی از اینترفیس IDependencyResolver را که حاوی متد GetService است، برگشت داده و سپس یک شیء System.Type را به عنوان ورودی گرفته و یک وهله‌ی ساخته شده‌ی از آن را به عنوان خروجی برمی‌گرداند.
متد GetControllerSessionBehavior نیز توسط MVC جهت تعیین اینکه Session data برای کنترلر نیاز است یا خیر به کار گرفته می‌شود.
متد ReleaseController نیز هر گاه به شیء کنترلر ساخته شده در متد CreateController دیگر نیازی نبود، صدا زده خواهد شد. در کدهای ما ابتدا بررسی می‌شود آیا اینترفیس IDisposable توسط کلاس، پیاده سازی شده است یا خیر؟ اگر بلی متد Dispose آن جهت آزاد سازی منابعی که می‌توانند آزاد شوند، صدا زده می‌شود.
جهت ثبت Controller  Factory ساخته شده در متد Application_Start موجود در فایل global.asax.cs بوسیله کلاس ControllerBuilder و مطابق کدهای ذیل عمل می‌نماییم:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.Http;
using System.Web.Mvc;
using System.Web.Routing;
using ControllerExtensibility.Infrastructure;
namespace ControllerExtensibility
{
    public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
    {
        protected void Application_Start()
        {
            AreaRegistration.RegisterAllAreas();
            WebApiConfig.Register(GlobalConfiguration.Configuration);
            FilterConfig.RegisterGlobalFilters(GlobalFilters.Filters);
            RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
            ControllerBuilder.Current.SetControllerFactory(new
            CustomControllerFactory());
        }
    }
}
پس از ثبت به شیوه‌ی فوق، controller factory ساخته شده، مسئول هندل کردن تمامی درخواست‌های واصله‌ی به برنامه خواهد بود. پس از اولین اجرا، مرورگر ریشه‌ی سایت را هدف قرار خواهد داد که توسط سیستم مسیر یابی به کنترلر Home، نگاشت شده و بر اساس تعاریف و کدهای ما، چون با هیچ کدام از کنترلرهای Product و Customer تطابق نخواهد داشت، به کنترلر جایگزین تنظیم شده، یعنی Product هدایت خواهد شد.


 
مطالب
Roslyn #3
بررسی Syntax tree

زمانیکه صحبت از Syntax می‌شود، منظور نمایش متنی سورس کدها است. برای بررسی و آنالیز آن، نیاز است این نمایش متنی، به ساختار داده‌ای ویژه‌ای به نام Syntax tree تبدیل شود و این Syntax tree مجموعه‌ای است از tokenها. Tokenها بیانگر المان‌های مختلف یک زبان، شامل کلمات کلیدی، عملگرها و غیره هستند.


در تصویر فوق، مراحل تبدیل یک قطعه کد #C را به مجموعه‌ای از tokenهای معادل آن مشاهده می‌کنید. علاوه بر این‌ها، Roslyn syntax tree شامل موارد ویژه‌ای به نام Trivia نیز هست. برای مثال در حین نوشتن کدها، در ابتدای سطرها تعدادی space یا tab وجود دارند و یا در این بین ممکن است کامنتی نوشته شود. هرچند این موارد از دیدگاه یک کامپایلر بی‌معنا هستند، اما ابزارهای Refactoring ایی که به Trivia دقت نداشته باشند، خروجی کد به هم ریخته‌ای را تولید خواهند کرد و سبب سردرگمی استفاده کنندگان می‌شوند.


در تصویر فوق، اشاره‌گر ادیتور پس از تایپ semicolon قرار گرفته‌است. در این حالت می‌توانید دو نوع trivia مخصوص فضای خالی و کامنت‌ها را در syntax visualizer، مشاهده کنید.
به علاوه پس از هر token بازه‌ای از اعداد را مشاهده می‌کنید که بیانگر محل قرارگیری آن‌ها در سورس کد هستند. این محل‌ها جهت ارائه‌ی خطاهای دقیق مرتبط با آن نقاط، بسیار مفید هستند.
یک Syntax tree از مجموعه‌ای از syntax nodes تشکیل می‌شود و هر node شامل مواردی مانند تعاریف، عبارات و امثال آن است. در افزونه‌ی Syntax visualizer نودهایی که رنگ قرمز متمایل به قهوه‌ای دارند، بیانگر نودهای Trivia، نودهای آبی، Syntax nodes و نودهای سبز، Syntax token هستند.


مفاهیم این رنگ‌ها را با کلیک بر روی دکمه‌ی Legend هم می‌توان مشاهده کرد.


تفاوت Syntax با Semantics

در Roslyn امکان کار با Syntax و Semantics کدها وجود دارد.
یک Syntax، از گرامر زبان خاصی پیروی می‌کند. در Syntax اطلاعات بسیار زیادی وجود دارند که معنای برنامه را تغییر نمی‌دهند؛ مانند کامنت‌ها، فضاهای خالی و فرمت ویژه‌ی کدها. البته فضاهای خالی در زبان‌هایی مانند پایتون دارای معنا هستند؛ اما در سی‌شارپ خیر. همچنین در Syntax، توافق نامه‌ای وجود دارد که بیانگر تعدادی واژه‌ی از پیش رزرو شده، مانند کلمات کلیدی هستند.
اما Semantics در نقطه‌ی مقابل Syntax قرار می‌گیرد و بیانگر معنای سورس کد است. برای مثال در اینجا تقدم و تاخر عملگرها مفهوم پیدا می‌کنند و یا اینکه Type system چیست و چه نوع‌هایی را می‌توان به دیگری نسبت داد و تبدیل کرد. عملیات Binding در این مرحله رخ می‌دهد و مفهوم identifierها را مشخص می‌کند. برای مثال x در این قسمت از سورس کد، به چه معنایی است و به کجا اشاره می‌کند؟


خواص ویژه‌ی Syntax tree در Roslyn

- تمام اجزای کد را شامل عناصر سازنده‌ی زبان و همچنین Trivia، به همراه دارد.
- API آن توسط کتابخانه‌های ثالث قابل دسترسی است.
- Immutable طراحی شده‌است. به این معنا که زمانیکه syntax tree توسط Roslyn ایجاد شد، دیگر تغییر نمی‌کند. به این ترتیب امکان دسترسی همزمان و موازی به آن بدون نیاز به انواع قفل‌های مسایل همزمانی وجود دارد. اگر کتابخانه‌ی ثالثی به Syntax tree ارائه شده دسترسی پیدا می‌کند، می‌تواند کاملا مطمئن باشد که این اطلاعات دیگر تغییری نمی‌کنند و نیازی به قفل کردن آن‌ها نیست. همچنین این مساله امکان استفاده‌ی مجدد از sub treeها را در حین ویرایش کدها میسر می‌کند. به آن‌ها mutating trees نیز گفته می‌شود.
- مقاوم است در برابر خطاها. اگر از قسمت اول به خاطر داشته باشید، Roslyn می‌بایستی جایگزین کامپایلر دومی به نام کامپایلر پس زمینه‌ی ویژوال استودیو که خطوط قرمزی را ذیل سطرهای مشکل دار ترسیم می‌کند، نیز می‌شد. فلسفه‌ی طراحی این کامپایلر، مقاوم بودن در برابر خطاهای تایپی و هماهنگی آن با تایپ کدها توسط برنامه نویس بود. Syntax tree در Roslyn نیز چنین خاصیتی را دارد و اگر مشغول به تایپ شوید، باز هم کار کرده و اینبار خطاهای موجود را نمایش می‌دهد که می‌تواند توسط ابزارهای نمایش دهنده‌ی ویژوال استودیو یا سایر ابزارهای ثالث استفاده شود.


برای نمونه در تصویر فوق، تایپ semicolon فراموش شده‌است؛ اما همچنان Syntax tree در دسترس است و به علاوه گزارش می‌دهد که semicolon مفقود است و تایپ نشده‌است.


Parse سورس کد توسط Roslyn

ابتدا یک پروژه‌ی کنسول ساده‌ی دات نت 4.6 را در VS 2015 آغاز کنید. سپس از طریق خط فرمان نیوگت، دستور ذیل را صادر نمائید:
 PM> Install-Package Microsoft.CodeAnalysis
به این ترتیب API لازم جهت کار با Roslyn به پروژه اضافه خواهند شد.
سپس کدهای ذیل را به آن اضافه کنید:
using System;
using Microsoft.CodeAnalysis;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Syntax;
 
namespace Roslyn01
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            parseText();
        }
 
        static void parseText()
        {
            var tree = CSharpSyntaxTree.ParseText("class Foo { void Bar(int x) {} }");
            Console.WriteLine(tree.ToString());
            Console.WriteLine(tree.GetRoot().NormalizeWhitespace().ToString());
 
            var res = SyntaxFactory.ClassDeclaration("Foo")
                .WithMembers(SyntaxFactory.List<MemberDeclarationSyntax>(new[] {
                    SyntaxFactory.MethodDeclaration(
                        SyntaxFactory.PredefinedType(
                            SyntaxFactory.Token(SyntaxKind.VoidKeyword)
                        ),
                        "Bar"
                    )
                    .WithBody(SyntaxFactory.Block())
                }))
                .NormalizeWhitespace();
 
            Console.WriteLine(res);
        } 
    }
}
توضیحات:
کار Parse سورس کد دریافتی، بر اساس سرویس‌های زبان متناظر با آن‌ها آغاز می‌شود. برای مثال سرویس‌هایی مانند VisualBasicSyntaxTree و یا CSharpSyntaxTree مثال فوق که سورس کد مورد آنالیز آن، از نوع سی‌شارپ است.
این کلاس‌های Factory، دارای دو متد Create و ParseText هستند. کار متد ParseText آن مشخص است؛ یک قطعه‌ی متنی از کد را آنالیز کرده و معادل Syntax Tree آن‌را تولید می‌کند. متد Create آن، اشیایی مانند نودهای Syntax visualizer را دریافت کرده و بر اساس آن‌ها یک Syntax tree را تولید می‌کند.
کار با متد Create آنچنان ساده نیست. به همین جهت یکی از اعضای تیم Roslyn برنامه‌ای را به نام Roslyn Quoter ایجاد کرده‌است که نسخه‌ی آنلاین آن‌را در اینجا و سورس کد آن‌را در اینجا می‌توانید بررسی کنید.
جهت آزمایش، همان قطعه‌ی متنی سورس کد مثال فوق را در نسخه‌ی آنلاین آن جهت آنالیز و تولید ورودی متد Create، وارد کنید. خروجی آن‌را می‌توان مستقیما در متد Create بکار برد.


فرمت کردن خودکار کدها به کمک Roslyn

اگر بر روی tree حاصل، متد ToString را فراخوانی کنیم، خروجی آن مجددا سورس کد مورد آنالیز است. اگر علاقمند بودید که Roslyn به صورت خودکار کدهای ورودی را فرمت کند و تمام آن‌ها را در یک سطر نمایش ندهد، متد NormalizeWhitespace را بر روی ریشه‌ی Syntax tree فراخوانی کنید:
 tree.GetRoot().NormalizeWhitespace().ToString()
اینبار خروجی فراخوانی فوق به صورت ذیل است:
class Foo
{
    void Bar(int x)
    {
    }
}


کوئری گرفتن از سورس کد توسط Roslyn

در ادامه قصد داریم با سه روش مختلف کوئری گرفتن از Syntax tree، آشنا شویم. برای این منظور متد ذیل را به پروژه‌ای که در ابتدای برنامه آغاز کردیم، اضافه کنید:
static void querySyntaxTree()
{
    var tree = CSharpSyntaxTree.ParseText("class Foo { void Bar() {} }");
    var node = (CompilationUnitSyntax)tree.GetRoot();
 
    // Using the object model
    foreach (var member in node.Members)
    {
        if (member.Kind() == SyntaxKind.ClassDeclaration)
        {
            var @class = (ClassDeclarationSyntax)member;
 
            foreach (var member2 in @class.Members)
            {
                if (member2.Kind() == SyntaxKind.MethodDeclaration)
                {
                    var method = (MethodDeclarationSyntax)member2;
                    // do stuff
                }
            }
        }
    }
 
 
    // Using LINQ query methods
    var bars = from member in node.Members.OfType<ClassDeclarationSyntax>()
               from member2 in member.Members.OfType<MethodDeclarationSyntax>()
               where member2.Identifier.Text == "Bar"
               select member2;
    var res = bars.ToList();
 
 
    // Using visitors
    new MyVisitor().Visit(node);
}
توضیحات:
روش اول کوئری گرفتن از Syntax tree، استفاده از object model آن است. در اینجا هربار، نوع و Kind هر نود را بررسی کرده و در نهایت به اجزای مدنظر خواهیم رسید. شروع کار هم با دریافت ریشه‌ی syntax tree توسط متد GetRoot و تبدیل نوع آن نود به CompilationUnitSyntax می‌باشد.
روش دوم استفاده از روش LINQ است؛ با توجه به اینکه ساختار یک Syntax tree بسیار شبیه است به LINQ to XML. در اینجا یک سری نود، ریشه و فرزندان آن‌ها را داریم که با روش LINQ بسیار سازگار هستند. برای نمونه در مثال فوق، در ریشه‌ی Parse شده، در تمام کلاس‌های آن، به دنبال متد یا متدهایی هستیم که نام آن‌ها Bar است.
و در نهایت روش مرسوم و متداول کار با Syntax trees، استفاده از الگوی Visitors است. همانطور که در کدهای دو روش قبل مشاهده می‌کنید، باید تعداد زیادی حلقه و if و else نوشت تا به جزء و المان مدنظر رسید. راه ساده‌تری نیز برای مدیریت این پیچیدگی وجود دارد و آن استفاده از الگوی Visitor است. کار این الگو ارائه‌ی متدهایی قابل override شدن است و فراخوانی آن‌ها، در طی حلقه‌هایی پشت صحنه که این Visitor را اجرا می‌کنند، صورت می‌گیرد. بنابراین در اینجا دیگر برای رسیدن به یک متد، حلقه نخواهید نوشت. تنها کاری که باید صورت گیرد، override کردن متد Visit المانی خاص در Syntax tree است.
هر نود در syntax tree دارای متدی است به نام Accept که یک Visitor را دریافت می‌کند. همچنین Visitorهای نوشته شده نیز دارای متد Visit یک نود هستند.
نمونه‌ای از این Visitors را در کلاس ذیل مشاهده می‌کنید:
class MyVisitor : CSharpSyntaxWalker
{
    public override void VisitMethodDeclaration(MethodDeclarationSyntax node)
    {
        if (node.Identifier.Text == "Bar")
        {
            // do stuff
        }
 
        base.VisitMethodDeclaration(node);
    }
}
در اینجا برای رسیدن به تعاریف متدها دیگر نیازی نیست تا حلقه نوشت. بازنویسی متد VisitMethodDeclaration، دقیقا همین کار را انجام می‌دهد و در طی پروسه‌ی Visit یک Syntax tree، اگر متدی در آن تعریف شده باشد، متد VisitMethodDeclaration حداقل یکبار فراخوانی خواهد شد.
کلاس پایه‌ی CSharpSyntaxWalker از کلاس CSharpSyntaxVisitor مشتق شده‌است و به تمام امکانات آن دسترسی دارد. علاوه بر آن‌ها، کلاس CSharpSyntaxWalker به Tokens و Trivia نیز دسترسی دارد.
نحوه‌ی استفاده از Visitor سفارشی نوشته شده نیز به صورت ذیل است:
 new MyVisitor().Visit(node);
در اینجا متد Visit این Visitor را بر روی نود ریشه‌ی Syntax tree اجرا کرده‌ایم.
مطالب
Roslyn #5
بررسی Semantic Models

همانطور که از قسمت قبل به‌خاطر دارید، برای دسترسی به اطلاعات semantics، نیاز به یک context مناسب که همان Compilation API است، می‌باشد. این context دارای اطلاعاتی مانند دسترسی به تمام نوع‌های تعریف شده‌ی توسط کاربر و متادیتاهای ارجاعی، مانند کلاس‌های پایه‌ی دات نت فریم‌ورک است. بنابراین پس از ایجاد وهله‌ای از Compilation API، کار با فراخوانی متد GetSemanticModel آن ادامه می‌یابد. در ادامه با مثال‌هایی، کاربرد این متد را بررسی خواهیم کرد.


ساختار جدید Optional

خروجی‌های تعدادی از متدهای Roslyn با ساختار جدیدی به نام Optional ارائه می‌شوند:
    public struct Optional<T>
    {
        public bool HasValue { get; }
        public T Value { get; }
    }
این ساختار که بسیار شبیه است به ساختار قدیمی <Nullable<T، منحصر به Value types نیست و Reference types را نیز شامل می‌شود و بیانگر این است که آیا یک Reference type، واقعا مقدار دهی شده‌است یا خیر؟


دریافت مقادیر ثابت Literals

فرض کنید می‌خواهیم مقدار ثابت ; int x = 42 را دریافت کنیم. برای اینکار ابتدا باید syntax tree آن تشکیل شود و سپس نیاز به یک سری حلقه و if و else و همچنین بررسی نال بودن بسیاری از موارد است تا به نود مقدار ثابت 42 برسیم. سپس متد GetConstantValue مربوط به GetSemanticModel را بر روی آن فراخوانی می‌کنیم تا به مقدار واقعی آن که ممکن است در اثر محاسبات جاری تغییر کرده باشد، برسیم.
اما روش بهتر و توصیه شده، استفاده از CSharpSyntaxWalker است که در انتهای قسمت سوم معرفی شد:
class ConsoleWriteLineWalker : CSharpSyntaxWalker
{
    public ConsoleWriteLineWalker()
    {
        Arguments = new List<ExpressionSyntax>();
    }
 
    public List<ExpressionSyntax> Arguments { get; }
 
    public override void VisitInvocationExpression(InvocationExpressionSyntax node)
    {
        var member = node.Expression as MemberAccessExpressionSyntax;
        var type = member?.Expression as IdentifierNameSyntax;
        if (type != null && type.Identifier.Text == "Console" && member.Name.Identifier.Text == "WriteLine")
        {
            if (node.ArgumentList.Arguments.Count == 1)
            {
                var arg = node.ArgumentList.Arguments.Single().Expression;
                Arguments.Add(arg);
                return;
            }
        }
 
        base.VisitInvocationExpression(node);
    }
}
اگر به کدهای ادامه‌ی بحث دقت کنید، قصد داریم مقادیر ثابت آرگومان‌های Console.WriteLine را استخراج کنیم. به همین جهت در این SyntaxWalker، نوع Console و متد WriteLine آن مورد بررسی قرار گرفته‌اند. اگر این نود دارای یک تک آرگومان بود، آین آرگومان استخراج شده و به لیست آرگومان‌های خروجی این کلاس اضافه می‌شود.
در ادامه نحوه‌ی استفاده‌ی از این SyntaxWalker را ملاحظه می‌کنید. در اینجا ابتدا سورس کدی حاوی یک سری Console.WriteLine که دارای تک آرگومان‌های ثابتی هستند، تبدیل به syntax tree می‌شود. سپس از روی آن CSharpCompilation تولید می‌گردد تا بتوان به اطلاعات semantics دسترسی یافت:
static void getConstantValue()
{
    // Get the syntax tree.
    var code = @"
                using System;
 
                class Foo
                {
                    void Bar(int x)
                    {
                        Console.WriteLine(3.14);
                        Console.WriteLine(""qux"");
                        Console.WriteLine('c');
                        Console.WriteLine(null);
                        Console.WriteLine(x * 2 + 1);
                    }
                }
                ";
 
    var tree = CSharpSyntaxTree.ParseText(code);
    var root = tree.GetRoot();
 
    // Get the semantic model from the compilation.
    var mscorlib = MetadataReference.CreateFromFile(typeof(object).Assembly.Location);
    var comp = CSharpCompilation.Create("Demo").AddSyntaxTrees(tree).AddReferences(mscorlib);
    var model = comp.GetSemanticModel(tree);
 
    // Traverse the tree.
    var walker = new ConsoleWriteLineWalker();
    walker.Visit(root);
 
 
    // Analyze the constant argument (if any).
    foreach (var arg in walker.Arguments)
    {
        var val = model.GetConstantValue(arg);
        if (val.HasValue)
        {
            Console.WriteLine(arg + " has constant value " + (val.Value ?? "null") + " of type " + (val.Value?.GetType() ?? typeof(object)));
        }
        else
        {
            Console.WriteLine(arg + " has no constant value");
        }
    }
}
در ادامه با استفاده از CSharpCompilation و متد GetSemanticModel آن به SemanticModel جاری دسترسی خواهیم یافت. اکنون SyntaxWalker را وارد به حرکت بر روی ریشه‌ی syntax tree سورس کد آنالیز شده می‌کنیم. به این ترتیب لیست آرگومان‌های متدهای Console.WriteLine بدست می‌آیند. سپس با فراخوانی متد model.GetConstantValue بر روی هر آرگومان دریافتی، مقادیر آن‌ها با فرمت <Optional<T استخراج می‌شوند.
خروجی نمایش داده شده‌ی توسط برنامه به صورت ذیل است:
 3.14 has constant value 3.14 of type System.Double
"qux" has constant value qux of type System.String
'c' has constant value c of type System.Char
null has constant value null of type System.Object
x * 2 + 1 has no constant value


درک مفهوم Symbols

اینترفیس ISymbol در Roslyn، ریشه‌ی تمام Symbolهای مختلف مدل سازی شده‌ی در آن است که تعدادی از آن‌ها را در تصویر ذیل مشاهده می‌کنید:


API کار با Symbols بسیار شبیه به API کار با Reflection است با این تفاوت که در زمان آنالیز کدها رخ می‌دهد و نه در زمان اجرای برنامه. همچنین در Symbols API امکان دسترسی به اطلاعاتی مانند locals, labels و امثال آن نیز وجود دارد که با استفاده از Reflection زمان اجرای برنامه قابل دسترسی نیستند. برای مثال فضاهای نام در Reflection صرفا به صورت رشته‌ای، با دات جدا شده از نوع‌های آنالیز شده‌ی توسط آن است؛ اما در اینجا مطابق تصویر فوق، یک اینترفیس مجزای خاص خود را دارد. جهت سهولت کار کردن با Symbols، الگوی Visitor با معرفی کلاس پایه‌ی SymbolVisitor نیز پیش بینی شده‌است.
static void workingWithSymbols()
{
    // Get the syntax tree.
    var code = @"
                using System;
 
                class Foo
                {
                    void Bar(int x)
                    {
                        // #insideBar
                    }
                }
 
                class Qux
                {
                    protected int Baz { get; set; }
                }
                ";
 
    var tree = CSharpSyntaxTree.ParseText(code);
    var root = tree.GetRoot();
 
    // Get the semantic model from the compilation.
    var mscorlib = MetadataReference.CreateFromFile(typeof(object).Assembly.Location);
    var comp = CSharpCompilation.Create("Demo").AddSyntaxTrees(tree).AddReferences(mscorlib);
    var model = comp.GetSemanticModel(tree);
 
    // Traverse enclosing symbol hierarchy.
    var cursor = code.IndexOf("#insideBar");
    var barSymbol = model.GetEnclosingSymbol(cursor);
    for (var symbol = barSymbol; symbol != null; symbol = symbol.ContainingSymbol)
    {
        Console.WriteLine(symbol);
    }
 
    // Analyze accessibility of Baz inside Bar.
    var bazProp = ((CompilationUnitSyntax)root)
        .Members.OfType<ClassDeclarationSyntax>()
        .Single(m => m.Identifier.Text == "Qux")
        .Members.OfType<PropertyDeclarationSyntax>()
        .Single();
    var bazSymbol = model.GetDeclaredSymbol(bazProp);
    var canAccess = model.IsAccessible(cursor, bazSymbol);
}
یکی از کاربردهای مهم Symbols API دریافت اطلاعات Symbols نقطه‌ای خاص از کدها می‌باشد. برای مثال در محل اشاره‌گر ادیتور، چه Symbols ایی تعریف شده‌اند و از آن‌ها در مباحث ساخت افزونه‌های آنالیز کدها زیاد استفاده می‌شود. نمونه‌ای از آن‌را در قطعه کد فوق ملاحظه می‌کنید. در اینجا با استفاده از متد GetEnclosingSymbol، سعی در یافتن Symbols قرار گرفته‌ی در ناحیه‌ی insideBar# کدهای فوق داریم؛ با خروجی ذیل که نام demo.exe آن از نام CSharpCompilation آن گرفته شده‌است:
 Foo.Bar(int)
Foo
<global namespace>
Demo.exe
Demo, Version=0.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null


همچنین در ادامه‌ی کد، توسط متد IsAccessible قصد داریم بررسی کنیم آیا Symbol قرار گرفته در محل کرسر، دسترسی به خاصیت protected کلاس Qux را دارد یا خیر؟ که پاسخ آن خیر است.


آشنایی با Binding symbols

یکی از مراحل کامپایل کد، binding نام دارد و در این مرحله است که اطلاعات Symbolic هر نود از Syntax tree دریافت می‌شود. برای مثال در اینجا مشخص می‌شود که این x، آیا یک متغیر محلی است، یا یک فیلد و یا یک خاصیت؟
مثال ذیل بسیار شبیه است به مثال getConstantValue ابتدای بحث، با این تفاوت که در حلقه‌ی آخر کار از متد GetSymbolInfo استفاده شده‌است:
static void bindingSymbols()
{
    // Get the syntax tree.
    var code = @"
                using System;
 
                class Foo
                {
                    private int y;
 
                    void Bar(int x)
                    {
                        Console.WriteLine(x);
                        Console.WriteLine(y);
 
                        int z = 42;
                        Console.WriteLine(z);
 
                        Console.WriteLine(a);
                    }
                }";
 
    var tree = CSharpSyntaxTree.ParseText(code);
    var root = tree.GetRoot();
 
    // Get the semantic model from the compilation.
    var mscorlib = MetadataReference.CreateFromFile(typeof(object).Assembly.Location);
    var comp = CSharpCompilation.Create("Demo").AddSyntaxTrees(tree).AddReferences(mscorlib);
    var model = comp.GetSemanticModel(tree);
 
    // Traverse the tree.
    var walker = new ConsoleWriteLineWalker();
    walker.Visit(root);
 
    // Bind the arguments.
    foreach (var arg in walker.Arguments)
    {
        var symbol = model.GetSymbolInfo(arg);
        if (symbol.Symbol != null)
        {
            Console.WriteLine(arg + " is bound to " + symbol.Symbol + " of type " + symbol.Symbol.Kind);
        }
        else
        {
            Console.WriteLine(arg + " could not be bound");
        }
    }
}
با این خروجی:
 x is bound to int of type Parameter
y is bound to Foo.y of type Field
z is bound to z of type Local
a could not be bound
در مثال فوق، با استفاده از Syntax Walker طراحی شده در ابتدای بحث که کار استخراج آرگومان‌های متدهای Console.WriteLine را انجام می‌دهد، قصد داریم بررسی کنیم، هر آرگومان به چه Symbol ایی بایند شده‌است و نوعش چیست؟ برای مثال Console.WriteLine اول که از پارامتر x استفاده می‌کند، نوع x مورد استفاده‌اش چیست؟ آیا فیلد است، متغیر محلی است یا یک پارامتر؟ این اطلاعات را با استفاده از متد model.GetSymbolInfo می‌توان استخراج کرد.
مطالب
Accord.NET #3
در مطلب قبل یک مثال مفهومی درباره کاربرد SVM بیان شد و دیدیم که این الگوریتم، یک روش دودویی است و عموما برای زمانی به کار می‌رود که مجموعه داده ما شامل دو کلاس باشد.
اگر بخواهیم نوع چهار میوه (سیب، گلابی، موز، پرتغال) را که از خط سورتینگ عبور می‌کنند، تشخیص دهیم و یا اینکه بخواهیم تشخیص اعداد دست نویس را داشته باشیم و یا اینکه حتی مطالب این وب سایت را که شامل چندین برچسب هستند، طبقه بندی کنیم، آیا در این تشخیص‌ها SVM به ما کمک می‌کند؟ پاسخ مثبت است.
در فضای نام یادگیری ماشین Accord.NET دو تابع خوب MulticlassSupportVectorLearning و MultilabelSupportVectorMachine برای این گونه از مسائل تعبیه شده است. زمانیکه مسئله‌ی ما شامل مجموعه داده‌هایی بود که در چندین کلاس دسته بندی می‌شوند (مانند دسته بندی میوه، اعداد و ...) روش Multiclass  و زمانیکه عناصر مجموعه داده ما به طور جداگانه شامل چندین برچسب باشند (مانند دسته بندی مطالب با داشتن چندین تگ، ...) روش Multilabel ابزار مفیدی خواهند بود. (+)

با توجه به دودویی بودن ماشین بردار پشتیبان، دو استراتژی برای به کارگیری این الگوریتم برای دسته بندی‌های چند کلاسه وجود دارد:
  • روش یک در مقابل همه - One-against-all : در این روش عملا همان روش دودویی SVM را برای هر یک از کلاس‌ها به صورت جداگانه بررسی می‌کنیم. مثلا برای تشخیص میوه، یک بار دو کلاس سیب و غیر سیب (مابقی) بررسی می‌شوند و به همین ترتیب برای سایر کلاس‌ها و در مجموع صفحات ابرصفحه جدا کننده بین هر کلاس در مقابل سایر کلاس‌ها ایجاد می‌شود.

  • روش یک در مقابل یک - One-against-one (*) : در این روش هر کلاس، با هر یک از کلاس‌های دیگر به صورت تک تک بررسی می‌شود و صفحات ابرصفحه جدا کننده مابین هر جفت کلاس متفاوت ایجاد می‌شود. (بیشتر در +)

*روش "یک در مقابل یک" یا One-against-one اساس کار دسته بندی MulticlassSupportVectorMachine در فضای نام Accord.MachineLearning است.

یک مثال کاربردی :  هدف در این مثال دسته بندی اعداد فارسی به کمک MulticlassSupportVectorMachine است.

به معرفی ابزار کار مورد نیاز می‌پردازیم.

1.مجموعه ارقام دستنویس هدی: مجموعه ارقام دستنویس هدی که اولین مجموعه‌ی بزرگ ارقام دستنویس فارسی است، مشتمل بر ۱۰۲۳۵۳ نمونه دستنوشته سیاه سفید است. این مجموعه طی انجام یک پروژه‏‌ی کارشناسی ارشد درباره بازشناسی فرم‌های دستنویس تهیه شده است. داده‌های این مجموعه از حدود ۱۲۰۰۰ فرم ثبت نام آزمون سراسری کارشناسی ارشد سال ۱۳۸۴ و آزمون کاردانی پیوسته‌‏ی دانشگاه جامع علمی کاربردی سال ۱۳۸۳ استخراج شده است. (اطلاعات بیشتر درباره مجموعه ارقام دستنویس هدی) .

تعداد 1000 نمونه (از هر عدد 100 نمونه) از این مجموعه داده، با فرمت bmp در این پروژه مورد استفاده قرار گرفته که به همراه پروژه در انتهای این مطلب قابل دریافت است.

2.استخراج ویژگی (Feature extraction ) : در بازشناسی الگو و مفاهیم کلاس بندی، یکی از مهمترین گام‌ها، استخراج ویژگی است. ما موظف هستیم تا اطلاعات مناسبی را به عنوان ورودی برای دسته بندی‌مان معرفی نماییم. روش‌های مختلفی برای استخراج ویژگی وجود دارند. ویژگی‌ها به دو دسته‌ی کلی ویژگی‌های ظاهری (Appearance) و ویژگی‌های توصیف کننده ( Descriptive) قابل تقسیم هستند. در تشخیص حروف و اعداد، ویژگی‌هایی مانند شدت نور نقاط (Intensity)، تعداد حلقه بسته، تعداد خطوط راست، تعداد دندانه، تعداد نقطه (برای حروف) و ... در دسته‌ی اول و ویژگی‌هایی مانند شیب خطوط، گرادیان، میزان افت یا شدت نور یک ناحیه، HOG و ... در دسته دوم قرار می‌گیرند. در این مطلب ما تنها از روش شدت نور نقاط برای استخراج ویژگی‌هایمان استفاده کرده‌ایم.
کد زیر با دریافت یک فایل Bitmap، ابتدا ابعاد را به اندازه 32*32 تغییر می‌دهد و سپس آن‌را به صورت یک بردار 1*1024 را بر می‌گرداند:

        //تابع استخراج ویژگی
        private static double[] FeatureExtractor(Bitmap bitmap)
        {
            bitmap = BitmapResizer(bitmap, 32, 32);

            double[] features = new double[32 * 32];
            for (int i = 0; i < 32; i++)
                for (int j = 0; j < 32; j++)
                    features[i * 32 + j] = (bitmap.GetPixel(j, i).R == 255) ? 0 : 1;

            return features;
        }

        //تابع تغییر دهنده ابعاد عکس
        private static Bitmap BitmapResizer(Bitmap bitmap, int width, int height)
        {
            var newbitmap = new Bitmap(width, height);
            using (Graphics g = Graphics.FromImage((Image)newbitmap))
            {
                g.InterpolationMode = System.Drawing.Drawing2D.InterpolationMode.HighQualityBicubic;
                g.DrawImage(bitmap, 0, 0, width, height);
            }
            return newbitmap;
        }
3.ایجاد ورودی‌ها و برچسب : در این مرحله ما باید ورودی‌های دسته بندی SVM را که عملا آرایه‌ای براساس تعداد نمونه‌های مجموعه آموزش (train) است، ایجاد نماییم.

ورودی‌ها (inputs) = با توجه به اینکه تعداد نمونه‌ها 50 مورد از هر عدد (مجموعا 500 نمونه) تعیین شده است و تعداد ویژگی‌های هر نمونه یک بردار با طول 1024 است، ابعاد ماتریس ورودی مان [1024][500] می‌شود.
برچسب‌ها (labels) = تعداد برچسب مسلما به تعداد نمونه هایمان یعنی 500 مورد می‌باشد و مقادیر آن قاعدتا عدد متناظر آن تصویر است.


برای این کار از قطعه کد زیر استفاده می‌کنیم :
            var path = new DirectoryInfo(Directory.GetCurrentDirectory()).Parent.Parent.FullName + @"\dataset\";

            // ایجاد ورودی و برچسب
            int trainingCount = 50;
            double[][] inputs = new double[trainingCount * 10][];
            int[] labels = new int[trainingCount * 10];

            var index = 0;
            var filename = "";
            Bitmap bitmap;
            double[] feature;

            for (int number = 0; number < 10; number++)
            {
                for (int j = 0; j < trainingCount; j++)
                {
                    index = (number * trainingCount) + j;
                    filename = string.Format(@"{0}\{0} ({1}).bmp", number, j + 1);
                    bitmap = new Bitmap(path + filename);

                    feature = FeatureExtractor(bitmap);

                    inputs[index] = feature;
                    labels[index] = number;

                    Console.WriteLine(string.Format("{0}.Create input and label for number {1}", index, number));
                }
            }
4.در نهایت به دسته بندمان که همان MulticlassSupportVectorLearning است، خواهیم رسید. همانطور که در مطلب قبل مطرح شد، پس از تعریف پارامترهای Classifier مان، باید آن را به یک الگوریتم یادگیری که در اینجا هم همان روش SMO است، نسبت دهیم.
        private static double MachineLearning(IKernel kernel, double[][] inputs, int[] labels)
        {
            machine_svm = new MulticlassSupportVectorMachine(1024, kernel, 10);

            // معرفی دسته بندمان به الگوریتم یادگیری SMO
            MulticlassSupportVectorLearning ml = new MulticlassSupportVectorLearning(machine_svm, inputs, labels)
            {
                Algorithm = (svm, classInputs, classOutputs, i, j) => 
                    new SequentialMinimalOptimization(svm, classInputs, classOutputs)
            };

            var error = ml.Run();
            return error;
        }
می‌توانیم پس از اینکه ماشین دسته بندمان آماده شد، برای آزمایش تعدادی از نمونه‌های جدید و دیده نشده (UnSeen) را که در نمونه‌های آموزشی وجود نداشتند، مورد ارزیابی قرار دهیم. برای این کار اعداد 0 تا 9 از مجموعه داده مان را در نظر می‌گیریم و به وسیله کد زیر نتایج را مشاهده می‌کنیم :
            // بررسی یک دسته از ورودی‌ها 
            index = 51;
            for (int number = 0; number < 10; number++)
            {
                filename = string.Format(@"{0}\{0} ({1}).bmp", number, index);
                bitmap = new Bitmap(path + filename);

                feature = FeatureExtractor(bitmap);

                double[] responses;
                int recognizednumber = machine_svm.Compute(feature, out responses);

                Console.WriteLine
                (
                    String.Format
                    (
                        "Recognized number for file {0} is : '{1}' [{2}]",
                        filename,
                        recognizednumber,
                        (recognizednumber == number ? "OK" : "Error")
                    )
                );
                if (!machine_svm.IsProbabilistic)
                {
                    // Normalize responses
                    double max = responses.Max();
                    double min = responses.Min();

                    responses = Accord.Math.Tools.Scale(min, max, 0, 1, responses);
                    //int minIndex = Array.IndexOf(responses, 0);              
                }
            }


مشاهده می‌شود که تنها بازشناسی تصاویر اعداد 4 و 6، به اشتباه انجام شده است که جای نگرانی نیست و می‌توان با افزایش تعداد نمونه‌های آموزشی و یا تغییرات پارامتر‌ها از جمله نوع کرنل و یا الگوریتم آموزنده این خطاها را نیز بر طرف کرد.

همانطور که دیدیم SVM گزینه‌ی بسیار مناسبی برای طبقه بندی خیلی از مسائل دو کلاسه و یا حتی چند کلاسه است. اما آکورد دات نت Classifier‌های خوب دیگری (مانند Naive Bayes و Decision Trees یا درخت تصمیم و ... ) را نیز در چارچوب خود جای داده که در مطالب آینده معرفی خواهند شد.

دریافت پروژه
مطالب
چگونه کدها را مستند سازی کنیم؟
یکی از مهمترین مسائل، به خصوص در کارهای تیمی یا پروژه‌های اشتراکی، قرار دادن کامنت‌ها یا اصطلاحا مستند نویسی است که بسیاری از برنامه نویسان با اینکه نظریه آن‌را به شدت قبول دارند، ولی از انجام آن سرباز می‌زنند که به دو عامل تنبلی و عدم دانش نحوه‌ی مستند نویسی بر می‌گردد. در این مقاله قصد داریم به سوالات زیر پاسخ دهیم:
  • چرا به کامنت گذاری یا مستند نویسی نیاز داریم؟
  • چگونه کامنت بنویسیم؟
  • انواع کامنت‌ها چیست؟
  • چه کامنت‌هایی اشتباه هستند؟

همانطور که بیان کردیم، کامنت گذاری یکی از مهم‌ترین کارهایی است که یک برنامه نویس انجام می‌دهد. به خصوص زمانیکه به صورت تیمی کار می‌کنید، این امر مهم‌تر از قبل خود را نشان می‌دهد. بسیاری از برنامه نویسان که بیشتر دلیل آن تنبلی است، از این کار سرباز می‌زنند و ممکن است آن را اتلاف وقت بدانند. ولی با کامنت گذاری فهم و درک کد، در آینده بالا‌تر می‌رود. در مقاله‌ی تخصصی «هنر کامنت نویسی» نوشته‌ی «برنهارد اسپویدا» بهانه‌های جالبی از برنامه نویسان را برای سرباز زدن از اینکار، ذکر شده است؛ به عنوان نمونه:
من کدم را به خوبی متوجه می‌شوم.
کد خوب، خودش گویای همه چیز هست.
وقتی برای کامنت نویسی وجود ندارد. باید چسبید به کد.


سوالات زیر نیز دلیل این را که چرا باید کامنت گذاری کرد، مشخص می‌کنند:
  • شاید امروز معنای یک کد را متوجه شوید، ولی آیا در آینده، مثلا یک سال بعد هم چنین خواهد بود؟
  •  آیا می‌توانید هر سیستمی را که طراحی می‌کنید، به خاطر بسپارید که فعالیت‌هایش را به چه نحوی انجام می‌دهد؟
  • اگر در یک کار تیمی باشید، شاید شما متوجه کدتان می‌شوید، ولی آیا تضمینی وجود دارد که دیگران هم متوجه روش شما شوند؟
  • آیا کدی که شما بر روی آن فکر کرده‌اید و در ذهن خود روش انجام آن را ترسیم کرده‌اید، می‌تواند برای برنامه نویسی که کد شما را می‌بیند هم رخ دهد؟ 
  • اگر شما به صورت تیمی کاری را انجام دهید و یکی از برنامه نویس‌های شما از تیم جدا شود، چگونه می‌توانید کار او را دنبال کنید؟
  • اگر برای برنامه نویسی اتفاق یا حادثه‌ای پیش بیاید که دسترسی شما به او ممکن نباشد چه؟
کدی که مستند نشود، یا خوب مستند نشود، در اولین مرحله وقت شما یا هر فردی را که روی این کد کار می‌کند، برای مدتی طولانی می‌گیرد. در مرحله‌ی بعدی احتمالا مجبور هستید، کد را خط به خط دنبال کرده تا تاثیر آن را بر ورودی‌ها و خروجی‌ها ببینید. تمام این‌ها باعث هدر رفتن وقت شما شده و ممکن است این اتفاق برای هر تکه کدی رخ بدهد.


سطوح کامنت نویسی بر سه نوع هستند:

Documentary Comments:
این مستند سازی در سطح یک سند مثل فایل یا به خصوص یک پروژه رخ می‌دهد که شامل اطلاعات و تاریخچه‌ی آن سند است که این اطلاعات به شرح زیر هستند:

 File Name   نام سند
 File Number/Version Number   شماره نسخه آن سند
 Creation Date   تاریخ ایجاد آن
 Last Modification Date
 تاریخ آخرین تغییر سند
 Author's Name
 سازنده‌ی سند
 Copyright Notice
 اطلاعاتی در مورد کپی رایت سند
 Purpose Of Program
 هدف کاری برنامه. یک خلاصه از آن چه برنامه انجام می‌دهد.
 Change History
 لیستی از تغییرات مهمی که در جریان ایجاد آن رخ داده است.
 Dependencies  وابستگی‌های سند. بیشتر در سطح پروژه معنا پیدا می‌کند؛ مانند نمونه‌ی آن برای سایت جاری که به صورت عمومی منتشر شده است.
 Special Hardware Requirements
 سخت افزار مورد نیاز برای اجرای برنامه. حتی قسمتی می‌تواند شامل نیازمندی‌های نرم افزاری هم باشد.
نمونه ای از این مستند سازی برای برنامه ای که به زبان پاسکال نوشته شده است:
PCMBOAT5.PAS*************************************************************
**
File: PCMBOAT5.PAS
Author: B. Spuida
Date: 1.5.1999
Revision: 
1.1 
PCM-DAS08 and -16S/12 are supported.
Sorting routine inserted.
Set-files are read in and card as well as
amplification factor are parsed.

1.1.1
Standard deviation is calculated.

1.1.2
Median is output. Modal value is output.

1.1.4
Sign in Set-file is evaluated.
Individual values are no longer output.
(For tests with raw data use PCMRAW.EXE)

To do:
outliers routine to be revised.
Statistics routines need reworking.
Existing Datafile is backed up.

Purpose: 
Used for measurement of profiles using the
Water-SP-probes using the amplifier andthe PCM-DAS08-card, values are acquired
with n = 3000. Measurements are taken in 1
second intervals. The values are sorted using
Quicksort and are stacked "raw" as well as after
dismissing the highest and lowest 200 values as
'outliers'.


Requirements:
The Card must have an A/D-converter.
Amplifier and probes must be connected.
Analog Signal must be present.
CB.CFG must be in the directory specified by the
env-Variable "CBDIREC" or in present directory.

در بالا، خصوصیت کپی رایت حذف شده است. دلیل این امر این است که این برنامه برای استفاده در سطح داخلی یک شرکت استفاده می‌شود.


Functional Comments: کامنت نویسی در سطح کاربردی به این معنی نیست که شما اتفاقاتی را که در یک متد یا کلاس یا هر بخشی روی می‌دهد، خط به خط توضیح دهید؛ بلکه چرخه‌ی کاری آن شی را هم توضیح بدهید کفایت می‌کند. این مورد می‌تواند شامل این موارد باشد:
  • توضیحی در مورد باگ‌های این قسمت
  • یادداشت گذاری برای دیگر افراد تیم
  • احتمالاتی که برای بهبود ویژگی‌ها و کارایی کد وجود دارد.


Explanatory Comment: کامنت گذاری توصیفی در سطح کدنویسی رخ می‌دهد و شامل توضیح در مورد کارکرد یک شیء و توضیح کدهای شیء مربوطه می‌گردد. برای قرار دادن کامنت الزامی نیست که کدها را خط به خط توضیح دهید یا اینکه خطوط ساده را هم تشریح کنید؛ بلکه کامنت شما همینقدر که بتواند نحوه‌ی کارکرد هر چند خط کد مرتبط به هم را هم توضیح دهد، کافی است. این توضیح‌ها بیشتر شامل موارد زیر می‌شوند:

  • کدهای آغازین
  • کدهای خروجی
  • توضیح کوتاه از آنچه که این شیء ، متد یا ... انجام می‌دهد. 
  • حلقه‌های طولانی یا پیچیده
  • کدهای منطقی عجیب و پیچیده
  • Regular Expression

کدهای آغازین شروع خوبی برای تمرین خواهند بود. به عنوان نمونه اینکه توضیحی در مورد ورودی و خروجی یک متد بدهید که آرگومان‌های ورودی چه چیزهایی هستند و چه کاربری داردند و در آغاز برنامه، برنامه چگونه آماده سازی و اجرا می‌شود. مقادیر پیش فرض چه چیزهایی هستند و پروژه چگونه تنظیم و مقداردهی می‌شود.

کدهای خروجی هم به همین منوال است. خروجی‌های نرمال و غیرنرمال آن چیست؟ کدهای خطایی که ممکن است برگرداند و ... که باید به درستی توضیح داده شوند.

توضیح اشیاء و متدها و ... شامل مواردی چون: هدف از ایجاد آن، آرگومان هایی که به آن پاس می‌شوند و خروجی که می‌دهد و اینکه قالب یا فرمت آن‌ها چگونه است و چه محدودیت‌هایی در مقادیر قابل انتظار وجود دارند. ذکر محدودیت‌ها، مورد بسیاری مهمی است و دلیل بسیاری از باگ‌ها، عدم توجه یا اطلاع نداشتن از وجود این محدودیت هاست. مثلا محدوده‌ی خاصی برای آرگومان‌های ورودی وجود دارد؟ چه اتفاقی می‌افتد اگر به یک بافر 128 کاراکتری، 1024 کاراکتر را ارسال کنیم؟

کدهای منطقی عجیب، یکی از حیاتی‌ترین بخش‌های کامنت گذاری برای نگه داری یک برنامه در آینده است. به عنوان نمونه استفاده از عبارات با قاعده، اغلب اوقات باعث سردرگمی کاربران شده است. پس توضیح دادن در مورد این نوع کدها، توصیه زیادی می‌شود. اگر عبارات با قاعده شما طولانی هستند، سعی کنید از هم جدایشان کنید یا خطوط آن را بشکنید و هر خط آن را توضیح دهید.

سیستم کامنت گذاری
هر زبانی از یک سیستم خاص برای کامنت گذاری استفاده می‌کند. به عنوان مثال پرل از سیستم (POD (Plain Old Documentation استفاده می‌کند یا برای Java سیستم JavaDoc یا برای PHP از سیستم PHPDoc  (+ ) که پیاده سازی از JavaDoc می‌باشد استفاده می‌کنند. این سیستم برای سی شارپ استفاده از قالب XML است. کد زیر نمونه‌ای از استفاده از این سیستم است:
// XMLsample.cs
// compile with: /doc:XMLsample.xml
using System;
/// <summary>
/// Class level summary documentation goes here.</summary>
/// <remarks>
/// Longer comments can be associated with a type or member
/// through the remarks tag</remarks>
public class SomeClass
{
    /// <summary>
    /// Store for the name property</summary>
    private string myName = null;

    /// <summary>
    /// The class constructor. </summary>
    public SomeClass()
    {
        // TODO: Add Constructor Logic here
    }

    /// <summary>
    /// Name property </summary>
    /// <value>
    /// A value tag is used to describe the property value</value>
    public string Name
    {
        get
        {
            if (myName == null)
            {
                throw new Exception("Name is null");
            }
            return myName;
        }
    }

    /// <summary>
    /// Description for SomeMethod.</summary>
    /// <param name="s"> Parameter description for s goes here</param>
    /// <seealso cref="String">
    /// You can use the cref attribute on any tag to reference a type or member
    /// and the compiler will check that the reference exists. </seealso>
    public void SomeMethod(string s)
    {
    }
}

دستورات سیستم کامنت گذاری سی شارپ

در سایت جاری، دو مقاله زیر اطلاعاتی در رابطه با نحوه‌ی کامنت گذاری ارئه داده‌اند.
- در مقاله «زیباتر کد بنویسیم» چند مورد آن به این موضوع اختصاص دارد.
- مقاله «وادار کردن خود به کامنت نوشتن» گزینه‌ی کامنت گذاری اجباری در ویژوال استودیو را معرفی می‌کند.
مطالب
کنترل نوع‌های داده با استفاده از EF در SQL Server
ورود سیستم‌های ORM مانند EF تحولی عظیم در در مباحث کار و تغییرات بر روی داده‌ها یا Data Manipulation بود. به طور خلاصه اصلی‌ترین هدف یک ORM، ایجاد فرامین شیء گرا به جای فرامین رابطه‌ای است؛ ولی در این بین نکات دیگری هم مد نظر گرفته شده‌است که یکی از آن‌ها پشتیبانی از چندین دیتابیس هست تا توسعه گران از یک سیستم واحد جهت اتصال به همه‌ی دیتابیس‌ها استفاده کنند و نیازی به دانش اضافه و سیستم جداگانه‌ای برای هر دیتابیس نباشد؛ مانند ADO که در دات نت به چندین دسته نقسیم شده بود و هم اینکه در صورتی که تمایلی به تغییر دیتابیس در آینده داشتید، کدها برای توسعه باز باشند و نیازی به تغییر سیستم نباشد.
ولی اگر کمی بیشتر به دنیای واقعی وارد شویم گاهی اوقات نیاز است که تنها بر روی یک دیتابیس فعالیت کنیم و یک دیتابیس نیاز است تا حد ممکن بهینه طراحی شود تا کارآیی بانک در حال حاضر و به خصوص در آینده تا حدی تضمین شود.
من همیشه در مورد EF یک نظری داشتم و آن اینست که با اینکه یک ORM، یک هدف مهم را در نظر دارد و آن اینست که تا حد ممکن استانداردهایی را که بین تمامی دیتابیس‌ها مشترک است، رعایت کند، ولی باز قابل قبول است اگر بگوییم که کاربران EF انتظار داشته باشند تا اطلاعات بیشتری در مورد sql server در آن نهفته باشد. از یک سو هر دو محصول مایکروسافت هستند و از سوی دیگر مطمئنا توسعه گران محصولات دات نت بیش از هر چیزی به sql server نگاه ویژه‌تری دارند. پس مایکروسافت در کنار حفظ آن ویژگی‌های مشترک، باید به حفظ استانداردهای جدایی برای sql server هم باشد.

تعدادی از برنامه نویسان در هنگام ایجاد Domain Model کم لطفی‌های زیادی را می‌کنند که یکی از آن‌ها عدم کنترل نوع داده‌های خود است. مثلا برای رشته‌ها هیچ محدودیتی را در نظر نمی‌گیرند. شاید در سمت کلاینت اینکار را انجام می‌دهند؛ ولی نکته‌ی مهم در طرف دیتابیس است که چگونه تعریف می‌شود. در این حالت (nvarchar(MAX در نظر گرفته میشود که به معنی اشاره به منطقه دوگیگابایتی از اطلاعات است. در نکات بعدی، قصد داریم این مرحله را یک گام به جلوتر پیش ببریم و آن هم ایجاد نوع داده‌های بهینه‌تر در Sql Server است.

نکته مهم: بدیهی است که تغییرات زیر، ORM شما را تنها به sql server مقید می‌کند که بعدها در صورت تغییر دیتابیس نیاز به حذف موارد زیر را خواهید داشت؛ در غیر اینصورت به مشکل عدم ایجاد دیتابیس برخواهید خورد.

اولین مورد مهم بحث تاریخ و زمان است؛ وقتی ما یک نوع داده را تنها DateTime در نظر بگیریم، در Sql Server هم همین نوع داده وجود دارد و انتخاب میشود. ولی اگر شما واقعا نیازی به این نوع داده نداشته باشید چطور؟ در حال حاضر من بر روی یک برنامه‌ی کارخانه کار میکنم که بخش کارمندان و گارگران آن سه داده زمانی زیر را شامل می‌شود:
        public DateTime BirthDate { get; set; }
        public DateTime HireDate { get; set; }
        public DateTime? LeaveDate { get; set; }

حال به جدول زیر نگاه کنید که هر نوع داده چه مقدار فضا را به خود اختصاص می‌دهد:
  SmallDateTime   4 بایت
  DateTime  8 بایت
  DateTime2  6 تا 8 بایت
  DateTimeOffset   8 تا 10 بایت
  Date  3 بایت
  Time  3 تا 5 بایت

از این جدول چه می‌فهمید؟ با یک نگاه می‌توان فهمید که ساختار بالای من باید 24 بایت گرفته باشد؛ برای ساختاری که هم تاریخ و هم زمان (ساعت) را پشتیبانی می‌کند. ولی با نگاه دقیق‌تر به نام پراپرتی‌ها این نکته روشن می‌شود که ما یک گپ Gap (فضای بیهوده) داریم چون زمان تولد، استخدام و ترک سازمان اصلا نیازی به ساعت ندارند و همان تاریخ کافی است. یعنی نوع Date با حجم کلی 9 بایت؛ که در نتیجه 15 بایت صرفه جویی در یک رکورد صورت خواهد گرفت.

پس کد بالا را به شکل زیر تغییر می‌دهم:

          [Column(TypeName = "date")]
        public DateTime BirthDate { get; set; }

        [Column(TypeName = "date")]
        public DateTime HireDate { get; set; }

        [Column(TypeName = "date")]
        public DateTime? LeaveDate { get; set; }
خصوصیت Column از نسخه 4.5دات نت فریم ورک اضافه شده و در فضای نام System.ComponentModel.DataAnnotations.Schema قرار گرفته است.
نوع‌هایی که در بالا با سایز متغیر هستند، به نسبت دقتی که برای آن تعیین می‌کنید، سایز می‌گیرند. مثل (time(0 که 3 بایت از حافظه را می‌گیرد. در صورتی که time معرفی کنید، به جای اینکه از شیء DateTime استفاده کنید، از شی Timespan استفاده کنید، تا در پشت صحنه از نوع داده time استفاده کند. در این حالت حداکثر حافظه یعنی 5 بایت را برخواهد داشت و بهترین حالت ممکن این هست که نیاز خود را بسنجید و خودتان دقت آن را مشخص کنید. دو شکل زیر نحوه‌ی تعریف نوع زمان را مشخص می‌کنند. یکی حالت پیش فرض و دیگری انتخاب دقت:
     public class Testtypes
    {
           public TimeSpan CloseTime { get; set; }
            public TimeSpan CloseTime2 { get; set; }
    }
   public class TestConfig : EntityTypeConfiguration<Testtypes>
    {
        public TestConfig()
        {
            this.Property(x => x.CloseTime2).HasPrecision(3);
        }
    }
در تکه کد بالا همه از نوع time تعریف می‌شوند ولی در خصوصیت شماره یک نهایت استفاده از نوع تایم یعنی (time(7 مشخص می‌شود. ولی در خصوصیت بعدی چون در کانفیگ دقت آن را مشخص کرده‌ایم از نوع (time(3 تعریف می‌شود.

مورد دوم در مورد داده‌های اعشاری است:
بسیاری از برنامه نویسان تا آنجا که دیده‌ام از نوع float و single و double برای اعداد اعشاری استفاده می‌کنند ولی باید دید که در آن سمت دیتابیس، برای این نوع داده‌ها چه اتفاقی می‌افتد. نوع float در دات نت، با نوع single برابری میکند؛ هر دو یک نام جدا دارند، ولی در واقع یکی هستند. عموما برنامه نویسان به طور کلی بیشتر از همان single استفاده می‌کنند و برای انتساب برای این دو نوع هم حتما باید حرف f را بعد از عدد نوشت:
float flExample=23.2f;
باید توجه کنید که اگر مثلا float انتخاب کردید، تصور نکنید که همان float در دیتابیس خواهد بود. این دو متفاوت هستند تبدیلات به شکل زیر رخ می‌دهد:
//real
public float FloatData { get; set; }
//real
public Single SingleData { get; set; }
//float
public double DoubleData { get; set; }
  همه نوع‌های بالا اعداد اعشاری هستند که به صورت تقریبی و به صورت نماد اعشاری ذخیره می‌گردند و برای به دست آوردن مقدار ذخیره شده، هیچ تضمینی نیست همان عددی که وارد شده است بازگردانده شود. اگر تا به حال در برنامه هایتان به چنین مشکلی برنخوردید دلیلش اعداد اعشاری کوچک بوده است. ولی با بزرگتر شدن عدد، این تفاوت به خوبی دیده می‌شود. 
حالا اگر بخواهیم اعداد اعشاری را به طور دقیق ذخیره کنیم، مجبور به استفاده از نوع decimal هستیم. در دات نت آنچنان محدودیتی بر سر استفاده‌ی از آن نداریم. ولی در سمت سرور داده‌ها بهتر هست برای آن تدابیری اندیشیده شود. هر عدد دسیمال از دقت و مقیاس تشکیل می‌شود. دقت آن تعداد ارقامی است که در عدد وجود دارد و مقیاس آن تعداد ارقام اعشاری است. به عنوان مثال عدد زیر دقتش 7 و مقیاسش 3 است:
4235.254
در صورتی که عدد اعشاری را به دسیمال نسبت دهیم باید حرف m را بعد از عدد وارد کنیم:
decimal d1=4545.112m;
برای اعداد صحیح نیازی نیست.
برای تعیین نوع دسیمال از  fluent api استفاده می‌کنیم:
modelBuilder.Entity<Class>().Property(object => object.property).HasPrecision(7, 3);
کد زیر برای خصوصیت شماره یک، دقت 18 و مقیاس 2 را در نظر می‌گیرد و دومین خصوصیت طبق آنچه که برایش تعریف کرده ایم دقت 7 و مقیاس 3 است:
     public class Testtypes
    {
        public Decimal Decimal1 { get; set; }
        public Decimal Decimal2 { get; set; }

     }

 public class TestConfig : EntityTypeConfiguration<Testtypes>
    {
        public TestConfig()
        {
            this.Property(x => x.Decimal2).HasPrecision(7, 3);
        }
    }

مورد سوم مبحث رشته هاست
:
کدهای زیر را مطالعه فرمایید:
[StringLength(25)]
public string FirstName { get; set; }

[StringLength(30)]
[Column(TypeName = "varchar")]
public string EnProductTitle { get; set; }


public string ArticleContent { get; set; }
[Column(TypeName = "varchar(max)")]
public string ArticleContentEn { get; set; }
اولین رشته بالا (نام) را به محدوده‌ای از کاراکترها محدود کرده‌ایم. به طور پیش فرض تمامی رشته‌ها به صورت nvarchar در نظر گرفته می‌شوند. بدین ترتیب در رشته نام کوچک (nvarchar(25 در نظر گرفته خواهد شد. حال اگر بخواهیم فقط حروف انگلیسی پشتیبانی شوند، مثلا نام فنی کالا را بخواهید وارد کنید، بهتر هست که نوع آن به طرز صحیحی تعریف شود که در کد بالا با استفاده از خصوصیت Column نوع varchar را معرفی می‌کنم. بدین ترتیب تعریف نهایی نوع به شکل (varchar(30 خواهد بود. استفاده از fluentApi‌ها هم در این رابطه به شکل زیر است:
this.Property(e => e.EnProductTitle).HasColumnType("VARCHAR").HasMaxLength(30);
برای مواردی که محدوده‌ای تعریف نشود (nvarchar(MAX در نظر گرفته میشود مانند پراپرتی ArticleContent بالا. ولی اگر قصد دارید فقط حروف اسکی پشتیبانی گردند، مثلا متن انگلیسی مقاله را نیز نگه می‌دارید بهتر هست که نوع آن بهیته‌ترین حالت در نظر گرفته شود که برای پراپرتی ArticleContentEn نوع (varchar(MAX تعریف کرده‌ایم. 
همانطور که گفتیم پیش فرض رشته‌ها nvarchar است، در صورتی که دوست دارید این پیش فرض را تغییر دهید روش زیر را دنبال کنید:
modelBuilder.Properties<string>().Configure(c => c.HasColumnType("varchar"));


//=========== یا

modelBuilder.Properties<string>().Configure(c => c.IsUnicode(false));


جهت تکمیل بحث نیز هر کدام از متغیرهای عددی در سی شارپ معادل نوع‌های زیر در Sql Server هستند:
//tinyInt
public byte Age { get; set; }

//smallInt
public Int16 OldInt { get; set; }

//int
public int Int32 { get; set; }

//Bigint
public Int64 HighNumbers { get; set; }

مطالب
ساخت یک بارکدخوان با استفاده از OpenCV و ZXing.Net
فرض کنید می‌خواهیم بارکد این قبض را یافته و سپس عدد متناظر با آن‌را در برنامه بخوانیم.


مراحل کار به این صورت هستند:


بارگذاری تصویر و چرخش آن در صورت نیاز

ابتدا تصویر بارکد دار را بارگذاری کرده و آن‌را تبدیل به یک تصویر سیاه و سفید می‌کنیم:
// load the image and convert it to grayscale
var image = new Mat(fileName);
 
if (rotation != 0)
{
    rotateImage(image, image, rotation, 1);
}
 
if (debug)
{
    Cv2.ImShow("Source", image);
    Cv2.WaitKey(1); // do events
}
 
var gray = new Mat();
var channels = image.Channels();
if (channels > 1)
{
    Cv2.CvtColor(image, gray, ColorConversion.BgrToGray);
}
else
{
    image.CopyTo(gray);
}
در این بین ممکن است بارکد موجود در تصویر، دقیقا در زاویه‌ای که در تصویر ابتدای بحث قرار گرفته‌است، وجود نداشته باشد؛ مثلا منهای 90 درجه، چرخیده باشد. به همین جهت می‌توان از متد چرخش تصویر مطلب «تغییر اندازه، و چرخش تصاویر» ارائه شده در قسمت نهم این سری استفاده کرد.


تشخیص گرادیان‌های افقی و عمودی

یکی از روش‌های تشخیص بارکد، استفاده از روشی است که در تشخیص خودرو قسمت 16 بیان شد. تعداد زیادی تصویر بارکد را تهیه و سپس آن‌ها را به الگوریتم‌های machine learning جهت تشخیص و یافتن محدوده‌ی بارکد موجود در یک تصویر، ارسال کنیم. هرچند این روش جواب خواهد داد، اما در این مورد خاص، قسمت بارکد، شبیه به گرادیانی از رنگ‌ها است. کتابخانه‌ی OpenCV برای یافتن این نوع گرادیان‌ها دارای متدی است به نام Sobel :
// compute the Scharr gradient magnitude representation of the images
// in both the x and y direction
var gradX = new Mat();
Cv2.Sobel(gray, gradX, MatType.CV_32F, xorder: 1, yorder: 0, ksize: -1);
//Cv2.Scharr(gray, gradX, MatType.CV_32F, xorder: 1, yorder: 0);
 
var gradY = new Mat();
Cv2.Sobel(gray, gradY, MatType.CV_32F, xorder: 0, yorder: 1, ksize: -1);
//Cv2.Scharr(gray, gradY, MatType.CV_32F, xorder: 0, yorder: 1);
 
// subtract the y-gradient from the x-gradient
var gradient = new Mat();
Cv2.Subtract(gradX, gradY, gradient);
Cv2.ConvertScaleAbs(gradient, gradient);
 
if (debug)
{
    Cv2.ImShow("Gradient", gradient);
    Cv2.WaitKey(1); // do events
}


ابتدا درجه‌ی شدت گرادیان‌ها در جهت‌های x و y محاسبه می‌شوند. سپس این شدت‌ها از هم کم خواهند شد تا بیشترین شدت گرادیان موجود در محور x حاصل شود. این بیشترین شدت‌ها، بیانگر نواحی خواهند بود که احتمال وجود بارکدهای افقی در آن‌ها بیشتر است.


کاهش نویز و یکی کردن نواحی تشخیص داده شده

در ادامه می‌خواهیم با استفاده از متدهای تشخیص کانتور (قسمت 12)، نواحی با بیشترین شدت گرادیان افقی را پیدا کنیم. اما تصویر حاصل از قسمت قبل برای اینکار مناسب نیست. به همین جهت با استفاده از متدهای کار با مورفولوژی تصاویر، این نواحی گرادیانی را یکی می‌کنیم (قسمت 8).
// blur and threshold the image
var blurred = new Mat();
Cv2.Blur(gradient, blurred, new Size(9, 9));
 
var threshImage = new Mat();
Cv2.Threshold(blurred, threshImage, thresh, 255, ThresholdType.Binary);
 
if (debug)
{
    Cv2.ImShow("Thresh", threshImage);
    Cv2.WaitKey(1); // do events
}
 
 
// construct a closing kernel and apply it to the thresholded image
var kernel = Cv2.GetStructuringElement(StructuringElementShape.Rect, new Size(21, 7));
var closed = new Mat();
Cv2.MorphologyEx(threshImage, closed, MorphologyOperation.Close, kernel);
 
if (debug)
{
    Cv2.ImShow("Closed", closed);
    Cv2.WaitKey(1); // do events
}
 
 
// perform a series of erosions and dilations
Cv2.Erode(closed, closed, null, iterations: 4);
Cv2.Dilate(closed, closed, null, iterations: 4);
 
if (debug)
{
    Cv2.ImShow("Erode & Dilate", closed);
    Cv2.WaitKey(1); // do events
}
این سه مرحله را در تصاویر ذیل مشاهده می‌کنید:


ابتدا با استفاده از متد Threshold، تصویر را به یک تصویر باینری تبدیل خواهیم کرد. در این تصویر تمام نقاط دارای شدت رنگ کمتر از مقدار thresh، به مقدار حداکثر 255 تنظیم می‌شوند.
سپس با استفاده از متدهای تغییر مورفولوژی تصویر، قسمت‌های مجاور به هم را می‌بندیم و یکی می‌کنیم. این مورد در یافتن اشیاء احتمالی که ممکن است بارکد باشند، بسیار مفید است.
متدهای Erode و Dilate در اینجا کار حذف نویزهای اضافی را انجام می‌دهند؛ تا بهتر بتوان بر روی نواحی بزرگتر یافت شده، تمرکز کرد.



یافتن بزرگترین ناحیه‌ی به هم پیوسته‌ی موجود در یک تصویر

تمام این مراحل را انجام دادیم تا بتوانیم بزرگترین ناحیه‌ی به هم پیوسته‌ای را که احتمال می‌رود بارکد باشد، در تصویر تشخیص دهیم. پس از این آماده سازی‌ها، اکنون با استفاده از متد یافتن کانتورها، تمام نواحی یکی شده را یافته و بزرگترین مساحت ممکن را به عنوان بارکد انتخاب می‌کنیم:
//find the contours in the thresholded image, then sort the contours
//by their area, keeping only the largest one
 
Point[][] contours;
HiearchyIndex[] hierarchyIndexes;
Cv2.FindContours(
    closed,
    out contours,
    out hierarchyIndexes,
    mode: ContourRetrieval.CComp,
    method: ContourChain.ApproxSimple);
 
if (contours.Length == 0)
{
    throw new NotSupportedException("Couldn't find any object in the image.");
}
 
var contourIndex = 0;
var previousArea = 0;
var biggestContourRect = Cv2.BoundingRect(contours[0]);
while ((contourIndex >= 0))
{
    var contour = contours[contourIndex];
 
    var boundingRect = Cv2.BoundingRect(contour); //Find bounding rect for each contour
    var boundingRectArea = boundingRect.Width * boundingRect.Height;
    if (boundingRectArea > previousArea)
    {
        biggestContourRect = boundingRect;
        previousArea = boundingRectArea;
    }
 
    contourIndex = hierarchyIndexes[contourIndex].Next;
}
 
 
var barcode = new Mat(image, biggestContourRect); //Crop the image
Cv2.CvtColor(barcode, barcode, ColorConversion.BgrToGray);
 
Cv2.ImShow("Barcode", barcode);
Cv2.WaitKey(1); // do events
حاصل این عملیات یافتن بزرگترین ناحیه‌ی گرادیانی به هم پیوسته‌ی موجود در تصویر است:


خواندن مقدار متناظر با بارکد یافت شده

خوب، تا اینجا موفق شدیم، محل قرارگیری بارکد را تصویر پیدا کنیم. مرحله‌ی بعد خواندن مقدار متناظر با این تصویر است. برای این منظور از کتابخانه‌ی سورس بازی به نام http://zxingnet.codeplex.com استفاده خواهیم کرد. این کتابخانه قادر است بارکد بسازد و همچنین تصاویر بارکدها را خوانده و مقادیر متناظر با آن‌ها را استخراج کند. برای نصب آن می‌توان از دستور ذیل استفاده کرد:
 PM> Install-Package ZXing.Net
پس از نصب این کتابخانه‌ی بارکدساز و بارکد خوان، اکنون تنها کاری که باید صورت گیرد، ارسال تصویر بارکد جدا شده‌ی توسط OpenCV به آن است:
private static string getBarcodeText(Mat barcode)
{
    // `ZXing.Net` needs a white space around the barcode
    var barcodeWithWhiteSpace = new Mat(new Size(barcode.Width + 30, barcode.Height + 30), MatType.CV_8U, Scalar.White);
    var drawingRect = new Rect(new Point(15, 15), new Size(barcode.Width, barcode.Height));
    var roi = barcodeWithWhiteSpace[drawingRect];
    barcode.CopyTo(roi);
 
    Cv2.ImShow("Enhanced Barcode", barcodeWithWhiteSpace);
    Cv2.WaitKey(1); // do events
 
    return decodeBarcodeText(barcodeWithWhiteSpace.ToBitmap());
}
 
private static string decodeBarcodeText(System.Drawing.Bitmap barcodeBitmap)
{
    var source = new BitmapLuminanceSource(barcodeBitmap);
 
    // using http://zxingnet.codeplex.com/
    // PM> Install-Package ZXing.Net
    var reader = new BarcodeReader(null, null, ls => new GlobalHistogramBinarizer(ls))
    {
        AutoRotate = true,
        TryInverted = true,
        Options = new DecodingOptions
        {
            TryHarder = true,
            //PureBarcode = true,
            /*PossibleFormats = new List<BarcodeFormat>
                    {
                        BarcodeFormat.CODE_128
                        //BarcodeFormat.EAN_8,
                        //BarcodeFormat.CODE_39,
                        //BarcodeFormat.UPC_A
                    }*/
        }
    };
 
    //var newhint = new KeyValuePair<DecodeHintType, object>(DecodeHintType.ALLOWED_EAN_EXTENSIONS, new Object());
    //reader.Options.Hints.Add(newhint);
 
    var result = reader.Decode(source);
    if (result == null)
    {
        Console.WriteLine("Decode failed.");
        return string.Empty;
    }
 
    Console.WriteLine("BarcodeFormat: {0}", result.BarcodeFormat);
    Console.WriteLine("Result: {0}", result.Text);
 
 
    var writer = new BarcodeWriter
    {
        Format = result.BarcodeFormat,
        Options = { Width = 200, Height = 50, Margin = 4},
        Renderer = new ZXing.Rendering.BitmapRenderer()
    };
    var barcodeImage = writer.Write(result.Text);
    Cv2.ImShow("BarcodeWriter", barcodeImage.ToMat());
 
    return result.Text;
}
چند نکته را باید در مورد کار با ZXing.Net بخاطر داشت؛ وگرنه جواب نمی‌گیرید:
الف) این کتابخانه حتما نیاز دارد تا تصویر بارکد، در یک حاشیه‌ی سفید در اختیار او قرار گیرد. به همین جهت در متد getBarcodeText، ابتدا تصویر بارکد یافت شده، به میانه‌ی یک مستطیل سفید رنگ بزرگ‌تر کپی می‌شود.
ب) برای تبدیل Mat به Bitmap مورد نیاز این کتابخانه می‌توان از متد الحاقی ToBitmap استفاده کرد (قسمت 7).
ج) پس از آن وهله‌ای از کلاس BarcodeReader آماده شده و در آن پارامترهایی مانند بیشتر سعی کن (TryHarder) و اصلاح درجه‌ی چرخش تصویر (AutoRotate) تنظیم شده‌اند.
د) بارکدهای موجود در قبض‌های ایران عموما بر اساس فرمت CODE_128 ساخته می‌شوند. بنابراین برای خواندن سریعتر آ‌نها می‌توان PossibleFormats را مقدار دهی کرد. اگر این مقدار دهی صورت نگیرد، تمام حالت‌های ممکن بررسی می‌شوند.

در آخر کار این متد، از متد Writer آن نیز برای تولید بارکد مشابهی استفاده شده‌است تا بتوان بررسی کرد این دو تا چه اندازه به هم شبیه هستند.


همانطور که مشاهده می‌کنید، عدد تشخیص داده شده، با عدد شناسه‌ی قبض و شناسه‌ی پرداخت تصویر ابتدای بحث یکی است.


بهبود تصویر، پیش از ارسال آن به متد Decode کتابخانه‌ی ZXing.Net

در تصویر قبلی، سطر decode failed را هم ملاحظه می‌کنید. علت اینجا است که اولین سعی انجام شده، موفق نبوده است؛ چون تصویر تشخیص داده شده، بیش از اندازه نویز و حاشیه‌ی خاکستری دارد. می‌توان این حاشیه‌ی خاکستری را با دوبار اعمال متد Threshold از بین برد:
var barcodeClone = barcode.Clone();
var barcodeText = getBarcodeText(barcodeClone);
 
if (string.IsNullOrWhiteSpace(barcodeText))
{
    Console.WriteLine("Enhancing the barcode...");
    //Cv2.AdaptiveThreshold(barcode, barcode, 255,
        //AdaptiveThresholdType.GaussianC, ThresholdType.Binary, 9, 1);
    //var th = 119;
    var th = 100;
    Cv2.Threshold(barcode, barcode, th, 255, ThresholdType.ToZero);
    Cv2.Threshold(barcode, barcode, th, 255, ThresholdType.Binary);
    barcodeText = getBarcodeText(barcode);
}
 
Cv2.Rectangle(image,
    new Point(biggestContourRect.X, biggestContourRect.Y),
    new Point(biggestContourRect.X + biggestContourRect.Width, biggestContourRect.Y + biggestContourRect.Height),
    new Scalar(0, 255, 0),
    2);
 
if (debug)
{
    Cv2.ImShow("Segmented Source", image);
    Cv2.WaitKey(1); // do events
}
 
Cv2.WaitKey(0);
Cv2.DestroyAllWindows();


اعداد یافت شده، دقیقا از روی تصویر بهبود یافته‌ی توسط متدهای Threshold خوانده شده‌اند و نه تصویر ابتدایی یافت شده. بنابراین به این موضوع نیز باید دقت داشت.


کدهای کامل این مثال را از اینجا می‌توانید دریافت کنید.