اشتراک‌ها
مفهوم و پیاده سازی Scalability در CQRS

اگر به مبحث CQRS علاقمند هستید و میخواهید بطور کامل و درست اونو تو پروژه‌های خودتون پیاده سازی کنید و از پرفرمنس اپلیکیشن خود راضی باشید، ریپازیتوری ای را که معرفی می‌کنم، دنبال کنید.

یکی از مزایای CQRS ، Scalability است. بدون Scale کردن ، کل اپلیکیشن ما درون یک سرور قرار دارد و تنها به منابع یک سرور محدود می‌شود. با گذشت زمان و رشد اپلیکیشن منابع بیشتری مورد نیاز خواهد بود و باید این سرور را قوی‌تر کنیم که این ماجرا هزینه بر است.

چونکه عملیات خواندن بیشتر از نوشتن، آپدیت و حذف اطلاعات درخواست می‌شود درنتیجه بار بیشتری روی کوری‌های اپلیکیشن هست ، پس جداسازی دیتابیس‌های Query و Command می‌تواند تاثیر چشمگیری در سرعت و کارایی اپلیکیشن شما داشته باشد.

بدین ترتیب می‌توانیم برای عملیات Read ، سرور را قویتر و برای باقی عملیات از سرورهای ضعیف‌تر استفاده کنیم و این چیزی است که توسط Scalability فراهم می‌شود.

در این پروژه کانتکست‌ها و ریپازیتوری‌های خواندن و نوشتن جدا شده است و به این ترتیب میتونید در Query ‌ها از کانتکست یا ریپازیتوری خواندن و در Command ‌ها از کانتکست یا ریپازیتوری نوشتن استفاده کنید.

یک راه برای جداسازی دیتابیس‌های خواندن و نوشتن استفاده از تکنیک Always On اسکول سرور است که بعد از پیاده سازی آن، شما می‌توانید کانکشن استرینگ‌های دیتابیس‌های خود را در فایل appsettings.json قرار داده و دیتابیس Command و Query اپلیکیشن خود را بدین ترتیب جدا سازی نمایید.

راه حل دیگر می‌تواند این باشد که در پیاده سازی ریپازیتوری خواندن خود از  Dapper  برای کوری گرفتن استفاده کنید که کارایی و سرعت آن در مواردی به مراتب بیشتر از ef است.

یک راه بهتر می تواند طراحی دیتابیسی باشد که جداول Denormal و  Flat داشته باشد که تمام فیلدهای مورد نیاز درون آن قرارگیرد. سپس با هر بار درج اطلاعات در دیتابیس Command این جداول نیر آپدیت شوند. با داشتن این جداول دیگر نیاز به Join های عجیب و غریب  SQL  نداریم.

بسته به بیزینس مورد نظر و منابع موجود می‌توانید از تکنیک ها، ابزارها و دیتابیس‌های دیگری هم در پیاده سازی‌های خود استفاده کنید.

مفهوم و پیاده سازی Scalability در CQRS
مطالب
آموزش Linq - بخش ششم: عملگرهای پرس و جو قسمت چهارم
عملگر‌های تولید  Generation Operator

عملگر‌های تولید، برای ما توالی ایجاد می‌کنند و تفاوت‌های عمده‌ای با سایر عملگرهای پرس و جو دارند که در بخش زیر به آنها اشاره می‌کنیم:
 1- هیچ توالی ورودی را دریافت نمی‌کنند.
 2- این عملگر‌ها بصورت متد الحاقی پیاده سازی نشده‌اند و بصورت متد‌های استاتیک در کلاس Enumerable قرار گرفته‌اند.
امضاء زیر مربوط به متد Empty  می‌باشد:
 public static IEnumerable<TResult> Empty<TResult>()

Empty

عملگر Empty یک توالی بدون عنصر (Empty) را بر اساس نوع مشخص شده، ایجاد می‌کند.
در کد زیر نحوه ایجاد یک توالی خالی از نوع Ingredient نشان داده شده است.
IEnumerable<Ingredient> ingredients = Enumerable.Empty<Ingredient>();
Console.WriteLine(ingredients.Count());
خروجی کد بالا :
 0
پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو
معادل عملگر Empty، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

Range
عملگر پرس و جوی Range، یک توالی از مقادیر صحیح متوالی را برای ما ایجاد می‌کند. اولین پارامتر این عملگر عنصر آغاز کننده توالی است و دومین پارامتر این عملگر تعداد کل عناصر توالی تولید شده، با احتساب عنصر اول خواهد بود.
مثال:
IEnumerable<int> fiveToTen = Enumerable.Range(5,6);
foreach (var num in fiveToTen)
{
   Console.WriteLine(num);
}
خروجی مثال بالا:
5
6
7
8
9
10
همانطور که ملاحظه کردید مجموعا 6 عنصر برای توالی تولید شدند و اولین عنصر، با عدد 5 آغاز شده است.

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو

معادل عملگر Range، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

Repeat
عملگر پرس و جوی Repeat یک عدد را به تعداد بار مشخصی در توالی خروجی تکرار می‌کند.
مثال:
IEnumerable<int> fiveToTen = Enumerable.Repeat(42, 6);
foreach (var num in fiveToTen)
{
    Console.WriteLine(num);
}
خروجی مثال بالا:
42
42
42
42
42
42
پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو
معادل عملگر Repeat، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.


عملگرهای  کمی (Quantifier Operators)
عملگرهای Quantifier یک توالی ورودی را گرفته، آن را ارزیابی کرده و یک مقدار منطقی را باز می‌گردانند.

عملگر Contains
عملگر Contains  عناصر یک توالی را ارزیابی می‌کند و در صورتیکه مقدار مورد نظر ما در توالی وجود داشته باشد، ارزش True باز می‌گرداند.
مثال:
int[] nums = {1, 2, 3};
bool isTowThere = nums.Contains(2);
bool isFiveThere = nums.Contains(5);

Console.WriteLine(isTowThere);
Console.WriteLine(isFiveThere);
خروجی مثال بالا :
True
False

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو

معادل عملگر Contains، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

عملگر Any
عملگر Any دو امضاء مختلف را دارد:
 1- اولین امضاء: در صورتیکه توالی شامل حداقل یک عنصر باشد، ارزش True بازگردانده می‌شود.
 2- دومین امضاء: یک عبارت پیش بینی را قبول می‌کند. در صورتیکه حداقل یکی از عناصر توالی، عبارت پیش بینی را تامین کند، ارزش صحیح باز گردانده می‌شود.
مثال: بررسی امضاء اول عملگر Any
int[] nums = { 1, 2, 3 };
IEnumerable<int> noNums = Enumerable.Empty<int>();

Console.WriteLine(nums.Any());
Console.WriteLine(noNums.Any());
خروجی مثال بالا:
True
False
مثال: بررسی امضاء دوم عملگر Any
int[] nums = { 1, 2, 3 };
bool areAnyEvenNumbers = nums.Any(x => x % 2 == 0);
Console.WriteLine(areAnyEvenNumbers);
خروجی مثال بالا:
 True
در مثال بالا، عبارت پیش بینی مشخص می‌کند که اعداد زوج در توالی وجود داشته باشند یا خیر.

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو
معادل عملگر Any، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

عملگر All
عملگر پرس و جوی All، یک عبارت پیش بینی را دریافت می‌کند و عناصر توالی ورودی را بر مبنای آن ارزیابی می‌کند تا مشخص شود همه عناصر، شرط پیش بینی را تامین می‌کنند.
در کد زیر بررسی می‌کنیم که آیا همه عناصر توالی مواد غذایی، جزء مواد غذایی کم چرب می‌باشند یا خیر .
Ingredient[] ingredients =
{
new Ingredient { Name = "Sugar", Calories = 500 },
new Ingredient { Name = "Egg", Calories = 100 },
new Ingredient { Name = "Milk", Calories = 150 },
new Ingredient { Name = "Flour", Calories = 50 },
new Ingredient { Name = "Butter", Calories = 400 }
};
bool isLowFatRecipe = ingredients.All(x => x.Calories < 200);
Console.WriteLine(isLowFatRecipe);
خروحی کد بالا :
False

نکته : عملگر All به محض پیدا کردن عنصری که شرط مشخص شده را نقض کند، ارزش False را باز می‌گرداند و ادامه بررسی عناصر باقی مانده را متوقف می‌کند.

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو
معادل عملگر Any، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

عملگر SequenceEqual
عملگر SequenceEqual دو توالی را با هم مقایسه کرده و در صورتیکه عناصر هر دو توالی برابر و ترتیب قرار گیری آنها نیز یکسان باشند، ارزش True باز گردانده می‌شود.
مثال:
IEnumerable<int> sequence1 = new[] {1, 2, 3};
IEnumerable<int> sequence2 = new[] { 1, 2, 3 };
bool isSeqEqual = sequence1.SequenceEqual(sequence2);
Console.WriteLine(isSeqEqual);
خروجی مثال بالا:
 True

در صورتی که دو توالی عناصر یکسانی داشته باشند، ولی ترتیب قرار گیری عناصر با هم یکسان نباشند، عملگر ارزش False را باز می‌گرداند.
مثال :
IEnumerable<int> sequence1 = new[] { 1, 2, 3 };
IEnumerable<int> sequence2 = new[] { 3, 2, 1 };
bool isSeqEqual = sequence1.SequenceEqual(sequence2);
Console.WriteLine(isSeqEqual);
خروجی مثال بالا:
False
پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو
معادل عملگر SequenceEqual، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.
 
عملگر‌های تجمیع/تجمعی Aggregate Operators
عملگرهای Aggregate یک توالی ورودی را دریافت و یک مقدار عددی (Scalar Value) را باز می‌گردانند. مقدار بازگردانده شده، حاصل یک عملیات محاسباتی می‌باشد.
لیستی از عملگر‌های تجمیع ( Aggregate Operators ):
 • Count
 • LongCount
 • Sum
 • Min
 • Max
 • Average
 • Aggregate

عملگر Count
عملگر Count، تعداد عناصر توالی ورودی را باز می‌گرداند. عملگر Count، دو امضاء مختلف دارد. یکی از این امضاء‌ها یک عبارت پیش بینی را می‌پذیرد.
کد زیر، امضاء اول عملگر Count را نشان می‌دهد:
int[] nums = { 1, 2, 3 };
int numberOfElements = nums.Count();
Console.WriteLine(numberOfElements);
خروجی کد بالا:
 3

وقتی عبارت پیش بینی بکار گرفته می‌شود، عملگر Count تنها عناصری را که شرط را تامین کنند، شمارش می‌کند.
در کد زیر عملگر Count، همه عناصر زوج توالی ورودی را شمارش می‌کند:
int[] nums = { 1, 2, 3 };
int numberOfEvenElements = nums.Count(x => x % 2 == 0);
Console.WriteLine(numberOfEvenElements);
خروجی کد بالا :
1

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو

معادل عملگر Count ، کلمه‌ی کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

عملگر LongCount
این عملگر مثل عملگر Count عمل می‌کند، اما با این تفاوت که خروجی آن به جای نوع int از نوع long می‌باشد. این عملگر برای شمارش توالی‌های  ورودی بسیار بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو

معادل عملگر LongCount، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

عملگر Sum

این عملگر  مجموع تمامی عناصر یک توالی را باز می‌گرداند.
در کد زیر جمع عناصر یک توالی از نوع int را مشاهده می‌کنید:
int[] nums = { 1, 2, 3 };
int total = nums.Sum();
Console.WriteLine(total);
خروجی کد بالا :
 6

عملگر Sum می‌تواند بر روی توالی‌هایی از نوع <IEnumerable<T و بر روی اعضای عددی آنها اعمال شود.
مثال:
Ingredient[] ingredients =
{
new Ingredient { Name = "Sugar", Calories = 500 },
new Ingredient { Name = "Egg", Calories = 100 },
new Ingredient { Name = "Milk", Calories = 150 },
new Ingredient { Name = "Flour", Calories = 50 },
new Ingredient { Name = "Butter", Calories = 400 }
};
int totalCalories = ingredients.Sum(x => x.Calories);
Console.WriteLine(totalCalories);
خروحی مثال بالا :
 1200

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو

معادل عملگر Sum، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

عملگر Average

این عملگر میانگین عناصر توالی‌های عددی را محاسبه می‌کند.
مثال:
int[] nums = { 1, 2, 3 };
var avg = nums.Average();
Console.WriteLine(avg);
خروجی مثلا بالا :
 2

همانطور که در کد بالا مشاهده می‌کنید، نوع متغیر avg صراحتا مشخص نشده و از نوع var استفاده شده است. تابع average بر اساس توالی ورودی، انواع مختلفی از نوع داده‌های عددی را به خروجی ارسال می‌کند (double,float,decimal).
همانند عملگر Sum، عملگر Average می‌تواند بر روی اعضای عددی توالی‌هایی که از نوع<IEnumarable<T هستند، اعمال شود.
مثال:
Ingredient[] ingredients =
{
new Ingredient { Name = "Sugar", Calories = 500 },
new Ingredient { Name = "Egg", Calories = 100 },
new Ingredient { Name = "Milk", Calories = 150 },
new Ingredient { Name = "Flour", Calories = 50 },
new Ingredient { Name = "Butter", Calories = 400 }
};
var avgCalories = ingredients.Average(x => x.Calories);
Console.WriteLine(avgCalories);
خروجی مثال بالا :
 240

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو

معادل عملگر Average، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

عملگر Min

عملگر Min کوچکترین عنصر توالی را باز می‌گرداند.
مثال:
int[] nums = { 3, 2, 1 };
var smallest = nums.Min();
Console.WriteLine(smallest);
خروجی مثال بالا:
 1
امضاء دیگر Min می‌تواند یک عبارت پیش بینی را بپذیرد:
مثال:
Ingredient[] ingredients =
{
new Ingredient { Name = "Sugar", Calories = 500 },
new Ingredient { Name = "Egg", Calories = 100 },
new Ingredient { Name = "Milk", Calories = 150 },
new Ingredient { Name = "Flour", Calories = 50 },
new Ingredient { Name = "Butter", Calories = 400 }
};
var smallestCalories = ingredients.Min(x => x.Calories);
Console.WriteLine(smallestCalories);

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو
معادل عملگر Min ، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد.ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

عملگر Max
عملگر Max بزرگترین عنصر توالی را باز می‌گرداند.
مثال:
int[] nums = { 1 ,3, 2 };
var largest = nums.Max();
Console.WriteLine(largest);
خروجی مثال بالا:
 3
همچون عملگر Min، عملگر Max نیز یک امضاء دارد که می‌توان از طریق آن یک عبارت پیش بینی را مشخص کرد.

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو

معادل عملگر Max، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.

Aggregate
عملگر‌های تجمعی که  تا اینجا معرفی شدند، تنها یک کار را انجام می‌دادند. اما عملگر Aggregate امکان تعریف یک پرس و جوی تجمیع سفارشی و پیشرفته‌تر را که بر روی توالی ورودی اعمال می‌شود نیز مهیا می‌کند.
عملگر Aggregate  دو نسخه دارد:
 1- نسخه‌ای که اجازه استفاده از یک عدد را به عنوان مقدار Seed، به ما می‌دهد (مقدار آغازین یا Seed).
 2- نسخه‌ای که از عنصر ابتدایی توالی به عنوان مقدار Seed استفاده می‌کند.
هر دو نسخه این عملگر به یک تابع  انباره (accumulator function) جهت نگهداری نتیجه نیاز دارند.
کد زیر شبیه سازی عملگر Sum  توسط عملگر Aggregate می‌باشد:
int[] nums = {1, 2, 3};
var result = nums.Aggregate(0,
(currentElement, runningTotal) => runningTotal + currentElement);
Console.WriteLine(result);
خروجی قطعه کد بالا:
 6
در قطعه کد بالا، نسخه‌ای از عملگر aggregate استفاده شد که مقدار شروع آن با عدد صفر مقدار دهی اولیه شد‌ه‌است.
کد زیر شبیه سازی عملیات فاکتوریل را با در نظر گرفتن عنصر اول توالی، به عنوان مقدار Seed نشان می‌دهد:
 int[] nums = { 1, 2, 3 ,4,5};
var result = nums.Aggregate((runningProduct, nextfactor) => runningProduct * nextfactor);
Console.WriteLine(result);
خروجی کد بالا:
 120

پیاده سازی توسط عبارت‌های جستجو

معادل عملگر Aggregate، کلمه کلیدی در عبارت‌های جستجو وجود ندارد. ترکیب دو روش می‌تواند خروجی دلخواه را تولید کند.
اشتراک‌ها
بیت کوین در سی شارپ

این کلاس که در ابتدا برای جاوا طراحی شده بود الان به صورت native برای سی شارپ پیاده سازی شده

بیت کوین در سی شارپ
مطالب
Functional Programming یا برنامه نویسی تابعی - قسمت سوم – Immutability

در ادامه مطالب مربوط به برنامه نویسی تابعی، قصد دارم بیشتر وارد کد شویم و مباحث عنوان شده را در دنیای کد پیاده سازی کنیم. هدف این قسمت، refactor کردن کد موجود به یک معماری immutable هست.  پیشتر درباره immutable ‌ها صحبت کردیم. ابتدا برای یکسان سازی ادبیات مورد استفاده، چند کلمه را مجددا تعریف خواهیم کرد:

  • Immutability: عدم توانایی تغییر داده
  • State: داده‌هایی که در طول زمان تغییر می‌کنند
  • Side Effect: تغییری که روی داده‌ها اتفاق می‌افتد

در قطعه کد زیر سعی شده‌است تفاوت یک کلاس Stateless و stateful را به سادگی نشان دهیم:

    //Stateful
    public class UserProfile
    {
        private User _user;
        private string _address;

        public void UpdateUser(int userId, string name)
        {
            _user = new User(userId, name);
        }
    }

    //Stateless
    public class User
    {
        public User(int id, string name)
        {
            Id = id;
            Name = name;
        }

        public int Id { get; }
        public string Name { get; }
    }


چرا Immutable بودن مهم است؟ 

هر عمل mutable  معادل کدی غیر شفاف است. در واقع وابستگی هر عملی که انجام می‌دهیم به state، باعث می‌شود که شرایط ناپایداری را در کد داشته باشیم. به طور مثال در یک عملیات چند نخی تصور کنید که چندین نخ به طور همزمان می‌توانند state را تغییر دهند و مدیریت این قضیه باعث به وجود آمدن کد‌هایی ناخوانا و تحمیل پیچیدگی بیشتر به کد خواهد شد. 

در واقع انتظار داریم که به ازای یک ورودی بر اساس بدنه‌ی متد، یک خروجی داشته باشیم؛ ولی در واقعیت تاثیری که اجرای متد بر روی state کل کلاس خواهد گذاشت، از دید ما پنهان است و باعث به وجود آمدن مشکلات بعدی خواهد شد. برای مثال قطعه کد بالا را به صورت Honest بازنویسی میکنیم: 

    public class UserProfile
    {
        private readonly User _user;
        private readonly string _address;

        public UserProfile(User user,string address)
        {
            _user = user;
            _address = address;
        }
        public UserProfile UpdateUser(int userId, string name)
        {
            var newUser = new User(userId, name);
            return  new UserProfile(newUser,_address);
        }
    }

    public class User
    {
        public User(int id, string name)
        {
            Id = id;
            Name = name;
        }

        public int Id { get; }
        public string Name { get; }
    }

در این مثال متد UpdateUser به جای  void، یک شی از جنس کلاس UserProfile را بر می‌گرداند. کلاس UserProfile هم برای وهله سازی نیاز به یک شیء از جنس User و Address را دارد. بنابراین مطمئن هستیم که مقدار دهی شده‌اند. نکته دیگر در قطعه کد بالا این است که به ازای هر بار فراخوانی متد، یک شیء جدید بدون وابستگی به وهله سازی اشیاء دیگر، برگردانده میشود.


Immutable بودن باعث می‌شود: 

  • خوانایی کد افزایش پیدا کند
  • جای واحدی برای Validate کردن داشته باشیم
  • به صورت ذاتی Thread Safe باشیم


در مورد محدودیت‌هایی که در کار با اشیاء Immutable باید در نظر داشته باشیم، می‌توان به مصرف بالای رم و سی پی یو، اشاره کرد. در واقع به نسبت حالت mutate، تعداد اشیاء بیشتری ساخته خواهند شد. در فریمورک دات نت برای کار با اشیا immutable امکاناتی در نظر گرفته شده که این هزینه را کاهش می‌دهند. به طور مثال می‌توانیم از کلاس ImmutableList استفاده کنیم و از ایجاد اشیاء اضافه‌تر و تحمیل بار اضافی به GC جلوگیری کنیم. یک مثال: 

//Create Immutable List
ImmutableList<string> list = ImmutableList.Create<string>();
ImmutableList<string> list2 = list.Add("Salam");

//Builder
ImmutableList<string>.Builder builder = ImmutableList.CreateBuilder<string>();
builder.Add("avali");
builder.Add("dovomi");
builder.Add("sevomi");

ImmutableList<string> immutableList = builder.ToImmutable();


چطور با side effect کنار بیایم؟ 

یکی از الگوهای رایج برای این کار، مفهوم جدا سازی Command/Query است. به طور ساده تمامی عملیاتی را که تاثیر گذار هستند، به صورت Command در نظر میگیریم. Command ‌ها معمولا هیچ نوعی را بازگشت نمیدهند و همینطور بر عکس این قضیه برای Query ‌ها صادق است. اشتباه رایج درباره این الگو، محدود کردن این الگو به معماری‌های خاصی مانند Domain Driven می‌باشد؛ در صورتیکه الزامی برای رعایت این الگو در سایر معماری‌ها وجود ندارد. 

به مثال زیر دقت کنید. سعی کردم قسمت‌های Command و Query را از هم جدا کنم: 

در واقع هر برنامه می‌تواند شامل دو قسمت باشد:

قسمتی که در آن منطق تجاری برنامه پیاده سازی می‌شود و باید به صورت Immutable باشد که یک خروجی را تولید میکند و قسمت دیگر برنامه که خروجی تولید شده را برای ذخیره سازی وضعیت سیستم استفاده می‌کند. 

در واقع یک هسته Immutable، ورودی را دریافت کرده و خروجی‌های مورد نیاز را تولید میکند و همه این‌ها در دل یک پوستهMutable پیاده سازی می‌شوند که ما در اینجا به آن اصطلاحا Mutable Shell میگوییم.   

برای مسائلی که در بالا صحبت شد، نمونه‌‌ای را آماده کرده‌ام. این نمونه به طور ساده یک سیستم مدیریت نوبت است که نوبت‌ها را در فایلی ذخیره و بازیابی میکند ( mutate ) و منطق مربوط به نوبت‌ها و زمان ویزیت آن میتواند به صورت immutable پیاده سازی شود. این کد در دو حالت functional و غیر functional پیاده سازی شده تا به خوبی تفاوت آن را در حالت قبل و بعد از برنامه نویسی تابعی بتوانیم درک کنیم. به جهت خوانایی بیشتر و دسترسی به کد‌ها، آن‌ها را روی گیت‌هاب قرار داده و شما میتوانید از اینجا سورس کد مورد نظر را بررسی کنید. سعی شده در این مثال تمامی مواردی که در این قسمت ذکر شد را پیاده سازی کنیم. امیدوارم که مطالب مربوط به برنامه نویسی تابعی یا functional programming توانسته باشد دیدگاه جدیدی را به کدهایی که مینویسیم بدهد. در  قسمت‌های بعدی به مواردی مانند مدیریت exception ‌ها و کار با null ‌ها و ... خواهیم پرداخت.

مطالب دوره‌ها
لیست ها و آرایه ها در #F
برای تعریف لیست در #F فقط کافیست از [] و برای جداسازی آیتم‌های موجود در لیست از عملگر :: (بخوانید cons) استفاده کنید. #F از لیست‌های خالی نیز پشتیبانی می‌کند. به مثال هایی از این دست توجه کنید

#1 let emptyList = []
#2 let oneItem = "one " :: []
#3 let twoItem = "one " :: "two " :: []
#1 تعریف یک لیست خالی
#2 تعریف یک لیست به همراه یک آیتم
#3 تعریف یک لیست به همراه دو آیتم
قبول دارم که دستورالعمل بالا برای مقدار دهی اولیه به لیست کمی طولانی و سخت است. برای همین می‌تونید از روش زیر هم استفاده کنید.
let shortHand = ["apples "; "pears"]
*کد بالا یک لیست با دو آیتم که از نوع رشته ای هستند تولید خواهد کرد.
می‌تونید از عملگر @ برای پیوستن دو لیست به هم نیز استفاده کنید.
let twoLists = ["one, "; "two, "] @ ["buckle "; "my "; "shoe "]

نکته : تمام آیتم‌های موجود در لیست باید از یک نوع باشند. بعنی امکان تعریف لیستی که دارای آیتم هایی با datatype‌های متفاوت باشد باعث تولید خطای کامپایلری می‌شود. اما اگر نیاز به لیستی دارید که باید چند datatype رو هم پوشش دهد می‌تونید از object‌ها استفاده کنید.
let objList = [box 1; box 2.0; box "three"]
در بالا یک لیست از object‌ها رو تعریف کرده ایم. فقط دقت کنید برای اینکه آیتم‌های موجود در لیست رو تبدیل به object کنیم از دستور box قبل از هر آیتم استفاده کردیم.

 در هنگام استفاده از عملگر‌ها @ و :: مقدار لیست تغییر نمی‌کند بلکه یک لیست جدید تولید خواهد شد.
#1 let one = ["one "]
#2 let two = "two " :: one
#3 let three = "three " :: two
#4 let rightWayRound = List.rev three

#5 let main() =
printfn "%A" one
printfn "%A" two
printfn "%A" three
printfn "%A" rightWayRound
#1 تعریف لیستی که دارای یک آیتم است.
#2 تعریف لیستی که دارای دو آیتم است(آیتم دوم لیست خود از نوع لیست است)
#3 تعریف لیستی که دارای سه آیتم است(ایتم دوم لیست خود از نوع لیستی است که دارای دو آیتم است)
# از تابع List.rev برای معکوس کردن آیتم‌های لیست three استفاده کردیم و مقادیر در لیستی به نام  rightWayRound قرار گرفت.
#5 تابع main برای چاپ اطلاعات لیست ها
بعد از اجرا خروجی زیر مشاهده می‌شود.
["one "]
["two "; "one "]
["three "; "two "; "one "]
["one "; "two "; "three "]
تفاوت بین لیست‌ها در #F و لیست و آرایه در دات نت(System.Collection.Generic)

 F#List
Net Array
 Net List
 #1 امکان تغییر در عناصر لیست
 NoYes
 Yes
 #2 امکان اضافه کردن عنصر جدید
 NoNo
 Yes
#3 جستجو
On
O1
O1
#1 در #F بعد از ساختن یک لیست امکان تغییر در مقادیر عناصر آن وجود ندارد.
#2 در #F بعد از ساختن یک لیست دیگه نمی‌تونید یک عنصر جدید به لیست اضافه کنید.
#3 جستجوی در لیست‌های #F به نسبت لیست‌ها و آرایه‌های در دات نت کند‌تر عمل می‌کند.

استفاده از عبارات در لیست ها
برای تعریف محدوده در لیست می‌تونیم به راحتی از روش زیر استفاده کنیم
let rangeList = [1..99]
برای ساخت لیست‌ها به صورت داینامیک استفاده از حلقه‌های تکرار در لیست مجاز است.
let dynamicList = [for x in 1..99 -> x*x]
کد بالا معادل کد زیر در #C  است.
for(int x=0;x<99 ; x++)
{
   myList.Add(x*x);
}
لیست‌ها و الگوی Matching
روش عادی برای کار با لیست‌ها در #F استفاده از الگوی Matching و توابع بازگشتی است.
let listOfList = [[2; 3; 5]; [7; 11; 13]; [17; 19; 23; 29]]

let rec concatList l =
match l with
| head :: tail -> head @ (concatList tail)
| [] -> []

let primes = concatList listOfList

printfn "%A" primes
در مثال بالا ابتدا یک لیست تعریف کردیم که دارای 3 آیتم است و هر آیتم آن خود یک لیست با سه آیتم است.(تمام آیتم‌ها از نوع داده عددی هستند). یک تابع بازگشتی برای پیمایش تمام آیتم‌های لیست نوشتم که در اون از الگوی Matching استفاده کردیم.
خروجی :
[2; 3; 5; 7; 11; 13; 17; 19; 23; 29]
ماژول لیست
در جدول زیر تعدادی از توابع ماژول لیست رو مشاهده می‌کنید.

 نام تابع
 توضیحات
 List.length  تابعی که طول لیست را برمی گرداند
 List.head  تابعی برای برگشت عنصر اول لیست
 List.tail  تمام عناصر لیست را بر میگرداند به جز عنصر اول
 List.init  یک لیست با توجه به تعداد آیتم ایجاد می‌کند و یم تابع را بر روی تک تک عناصر لیست ایجاد می‌کند.
 List.append  یک لیست را به عنوان ورودی دریافت می‌کند و به لیست مورد نظر اضافه می‌کند و مجموع دو لیست را برگشت می‌دهد
 List.filter  فقط عناصری را برگشت می‌دهد که شرط  مورد نظر بر روی آن‌ها مقدار true را برگشت دهد
 List.map  یک تابع مورد نظر را بر روی تک تک عناصر لیست اجرا می‌کند و لیست جدید را برگشت می‌دهد
 List.iter  یک تابع مورد نظر را بر روی تک تک عناصر لیست اجرا می‌کند  
 List.zip 
 مقادیر دو لیست را با هم تجمیع می‌کند و لیست جدید را برگشت می‌دهد. اگر طول 2 لیست ورودی یکی نباشد خطا رخ خواهدداد 
 List.unzip درست برعکس تابع بالا عمل می‌کند
 List.toArray  لیست را تبدیل به آرایه می‌کند
 List.ofArray آرایه را تبدیل به لیست می‌کند
مثال هایی از توابع بالا
 List.head [5; 4; 3]

List.tail [5; 4; 3]

List.map (fun x -> x*x) [1; 2; 3]

List.filter (fun x -> x % 3 = 0) [2; 3; 5; 7; 9]

Sequence Collection

seq در #F یک توالی از عناصری است که هم نوع باشند. عموما از sequence‌ها زمانی استفاده میکنیم که یک مجموعه از داده‌ها با تعداد زیاد و مرتب شده داشته باشیم ولی نیاز به استفاده از تمام عناصر آن نیست. کارایی sequence  در مجموعه‌های با تعداد زیاد از list‌ها به مراتب بهتر است. sequence‌‌ها را با تابع  seq می‌شناسند که معادل IEnumerable در دات نت است. بنابر این هر مجمو عه ای که IEnumerable رو در دات نت پیاده سازی کرده باشد در #F با seq قابل استفاده است.

مثال هایی از نحوه استفاده seq

#1 seq بامحدوده 1 تا 100 و توالی 10 
seq { 0 .. 10 .. 100 }
#2 استفاده از حلقه‌های تکرار برای تعریف محدوده و توالی در seq
seq { for i in 1 .. 10 do yield i * i }
#3 استفاده از <- به جای yield
seq { for i in 1 .. 10 -> i * i }
#4 استفاده از حلقه for به همراه شرط برای فیلتر کردن
let isprime n =
    let rec check i =
        i > n/2 || (n % i <> 0 && check (i + 1))
    check 2

let aSequence = seq { for n in 1..100 do if isprime n then yield n }
چگونگی استفاده از توابع seq
در این بخش به ارائه مثال هایی کاربردی‌تر از چگونگی استفاده از seq در #F می‌پردازیم. برای شروع نحوه ساخت یک seq خالی یا empty رو خواهم گفت.
let seqEmpty = Seq.empty
روش ساخت یک seq که فقط یک عنصر را برگشت می‌دهد.
let seqOne = Seq.singleton 10
برای ساختن یک seq همانند لیست‌ها می‌تونیم از seq.init استفاده کنیم. عدد 5 که بلافاصله بعد از تابع seq.init آمده است نشان دهنده تعداد آیتم‌ها موجود در seq خواهد بود. seq.iter هم یک تابع مورد نظر رو بر روی تک تک عناصر seq اجرا خواهد کرد.(همانند list.iter)
let seqFirst5MultiplesOf10 = Seq.init 5 (fun n -> n * 10)
Seq.iter (fun elem -> printf "%d " elem) seqFirst5MultiplesOf10
خروجی مثال بالا
0 10 20 30 40
با استفاده از توابع seq.ofArray , seq.ofList می‌تونیم seq مورد نظر خود را از لیست یا آرایه مورد نظر بسازیم.
let seqFromArray2 = [| 1 .. 10 |] |> Seq.ofArray 
البته این نکته رو هم یادآور بشم که به کمک عملیات تبدیل نوع(type casting) هم می‌تونیم آرایه رو به seq تبدیل کنیم. به صورت زیر
let seqFromArray1 = [| 1 .. 10 |] :> seq<int>
برای مشخص کردن اینکه آیا یک آیتم در seq موجود است یا نه می‌تونیم از seq.exists به صورت زیر استفاده کنیم.
let containsNumber number seq1 = Seq.exists (fun elem -> elem = number) seq1
let seq0to3 = seq {0 .. 3}
printfn "For sequence %A, contains zero is %b" seq0to3 (containsNumber 0 seq0to3)
اگر seq پاس داده شده به تابع exists خالی باشد یا یک ArgumentNullException متوقف خواهید شد.

برای جستجو و پیدا کردن یک آیتم در seq می‌تونیم از seq.find استفاده کنیم.
let isDivisibleBy number elem = elem % number = 0
let result = Seq.find (isDivisibleBy 5) [ 1 .. 100 ]
printfn "%d " result
دقت کنید که اگر هیچ آیتمی در sequence با  predicate مورد نظر پیدا نشود یک KeyNotFoundException رخ خواهد داد. در صورتی که مایل نباشید که استثنا رخ دهد می‌توانید از تابع seq.tryFind استفاده کنید. هم چنین خالی بودن sequence ورودی باعث ArgumentNullExceptionخواهد شد.

استفاده از lambda expression در توابع
lamdaExpressoion از توانایی‌ها مورد علاقه برنامه نویسان دات نت است و کمتر کسی است حاضر به استفاده از آن در کوئری‌های linq نباشد. در #F نیز می‌توانید از lambda Expression استفاده کنید. در ادامه به بررسی مثال هایی از این دست خواهیم پرداخت.

تابع skipWhile
همانند skipWhile در linq عمل می‌کند. یعنی یک predicate مورد نظر را بر روی تک تک عناصر یک لیست اجرا می‌کند و آیتم هایی که شرط برای آن‌ها true باشد نادیده گرفته میشوند و مابقی آیتم‌ها برگشت داده می‌شوند.
let mySeq = seq { for i in 1 .. 10 -> i*i }
let printSeq seq1 = Seq.iter (printf "%A ") seq1; printfn "" 
let mySeqSkipWhileLessThan10 = Seq.skipWhile (fun elem -> elem < 10) mySeq
mySeqSkipWhileLessThan10 |> printSeq
می‌بینید که predicate مورد نظر برای تابع skipWhile به صورت lambda expression است که با رنگ متفاوت نمایش داده شده است.(استفاده از کلمه fun).
 خروجی به صورت زیر است:
16 25 36 49 64 81 100
 برای بازگرداندن یک تعداد مشخص از آیتم‌های seq می‌تونید از توابع seq.take یا seq.truncate استفاده کنید. ابتدا باید تعداد مورد نظر و بعد لیست مورد نظر را به عنوان پارامتر مقدار دهی کنید.
مثال:
let mySeq = seq { for i in 1 .. 10 -> i*i }
let truncatedSeq = Seq.truncate 5 mySeq
let takenSeq = Seq.take 5 mySeq

let printSeq seq1 = Seq.iter (printf "%A ") seq1; printfn "" 
#1 truncatedSeq |> printSeq #3 takenSeq |> printSeq
خروجی
1 4 9 16 25 //truncate
1 4 9 16 25 //take

Tuples
tuples در #F به گروهی از مقادیر بی نام ولی مرتب شده که می‌توانند انواع متفاوت هم داشته باشند گفته می‌شود. ساختار کلی آن به صورت ( element , ... , element )  است که هر element خود می‌تواند یک عبارت نیز باشد.(مشابه کلاس Tuple در #C که به صورت generic استفاده می‌کنیم)
// Tuple of two integers.
( 1, 2 ) 

// Triple of strings.
( "one", "two", "three" ) 

// Tuple of unknown types.
( a, b ) 

// Tuple that has mixed types.
( "one", 1, 2.0 ) 

// Tuple of integer expressions.
( a + 1, b + 1)
نکات استفاده از tuple
#1 می‌تونیم از الگوی Matching برای دسترسی به عناصر tuple استفاده کنیم.
let print tuple1 =
   match tuple1 with
    | (a, b) -> printfn "Pair %A %A" a b
#2 میتونیم از let  برای تعربف الگوی tuple استفاده کنیم.
let (a, b) = (1, 2)
#3 توابع fst و snd مقادیر اول و دوم هر tuple رو بازگشت می‌دهند
let c = fst (1, 2) // return 1
let d = snd (1, 2)// return 2
#4 تابعی برای بازگشت عنصر سوم یک tuple وجود ندارد ولی این تابع رو با هم می‌نویسیم:
let third (_, _, c) = c
کاربرد tuple در کجاست
زمانی که یک تابع باید بیش از یک مقدار را بازگشت دهد از tuple‌ها استفاده می‌کنیم. برای مثال
let divRem a b = 
   let x = a / b
   let y = a % b
   (x, y)
خروجی تابع divRem از نوع tuple که دارای 2 مقدار است می‌باشد.
نظرات مطالب
اعمال تزریق وابستگی‌ها به مثال رسمی ASP.NET Identity
- UserManager برای ذخیره سازی اطلاعات از UserStore استفاده می‌کند.
- تمام اینترفیس‌های Identity دارای پیاده سازی‌های پیش فرضی هم هستند که امکان سفارشی سازی آن‌ها در لایه سرویس برنامه جاری پیش بینی شده‌است.