اشتراک‌ها
شبیه‌ساز CD/DVD/BD متن‌باز، رایگان و سبک(زیر ۱مگ) با پشتیبانی از ISO/NRG/MDF/... هماهنگ با ویندوز XP/۷/۸ در ۶۴/۳۲بیت
توانایی تهیهٔ ISO رو نیز درون خود دارد که با توجه به حذف این امکان در ویندوز ۸ مناسب است. همچنین به یک درایو مجازی محدود نیست و به صورت پویا در لحظه قابلیت حذف و اضافه‌نمودن درایو در آن وجود دارد. مهم‌ترین ویژگی آن نیز متن‌باز بودنش است :)
شبیه‌ساز CD/DVD/BD متن‌باز، رایگان و سبک(زیر ۱مگ) با پشتیبانی از ISO/NRG/MDF/... هماهنگ با ویندوز XP/۷/۸ در ۶۴/۳۲بیت
مطالب
برنامه نویسی پیشرفته JavaScript - قسمت 6 - تغییر صفات Property ها

برنامه نویسی شیء گرا

در این بخش میخواهیم به بررسی یکسری از ویژگی‌ها و نکات ریز برنامه نویسی شیء گرا در جاوا اسکریپت بپردازیم که یک برنامه نویس حرفه‌ای جاوا اسکریپت حتما باید بر آن‌ها واقف باشد تا بتواند کتابخانه‌ها و Framework ‌های موثرتر و بهینه‌تری را ایجاد کند. لازم به ذکر است که در این مجموعه مقالات، پیاده‌سازی اشیاء و شیوه‌ی کد نویسی، بر اساس استاندارد ECMAScript 5 یا ES5 انجام خواهد شد. بنابراین از قابلیتهای جدیدی که در ES6 اضافه شده‌است، صحبت نخواهیم کرد. پس از پایان این مجموعه مقالات و پس از آگاهی کامل از قابلیتهای جاوا اسکریپت، در مجموعه مقالاتی به بررسی قابلیتهای جدید ES6 خواهیم پرداخت که مرتبط به مقالات جاری است.

همانطور که قبلا اشاره شد، در زبان‌های برنامه نویسی شیء گرا، مفهومی به نام کلاس وجود دارد که ساختاری را جهت ایجاد اشیاء معرفی می‌کند و میتوانیم اشیاء مختلفی را از این کلاس‌ها ایجاد نماییم. اما در جاوا اسکریپت مفهوم کلاس وجود ندارد و فقط می‌توانیم از اشیاء استفاده کنیم که نسبت به زبان‌های مبتنی بر کلاس متفاوت می‌باشد.

بر اساس تعریفی که از اشیاء در استاندارد ECMAScript صورت گرفته است، هرشیء، شامل مجموعه‌ای از ویژگی‌هاست، که هر یک از آنها می‌تواند حاوی یک مقدار پایه، شیء و یا تابع باشد. به عبارت دیگر هر شیء شامل آرایه‌ای از مقادیر است. هر ویژگی ( Property ) یا تابع (که در برنامه نویسی شیء گرا متد نیز نامیده می‌شود) توسط نام خود شناسایی می‌شوند که به یک مقدار داده‌ای نگاشت یا Map شده‌اند. به همین دلیل میتوان هر شیء را به عنوان یک Hash Table تصور کرد که داده‌ها را به صورت یک زوج کلید مقدار یا key-value pairs نگهداری می‌نماید. در اینصورت نام ویژگی‌ها و متدها به عنوان key و مقدار آنها به عنوان value در نظر گرفته می‌شوند.


مفهوم شیء

همانطور که قبلا اشاره شد، جهت تعریف اشیاء می‌توان از دو روش استفاده نمود. در روش اول، ایجاد شیء با استفاده از شیء Object و در روش دوم، با استفاده از Object Literal Notation انجام خواهد شد. روش دوم جدیدتر و بین برنامه نویسان جاوا اسکریپت محبوب‌تر است. مثال دیگری را جهت یادآوری در این مورد ذکر می‌کنم:

var person = new Object();
person.firstName = "Meysam";
person.birth = new Date(1982, 11, 8);
person.getAge = function () {
    var now = new Date();
    return now.getFullYear() - this.birth.getFullYear();
}

alert(person.firstName + ": " + person.getAge());    // Meysam: 34
در مثال فوق، شیء person شامل دو ویژگی firstName و birth و همچنین تابع getAge() می‌باشد. در تابع getAge() از روی ویژگی birth یا تاریخ تولد، سن شخص محاسبه شده‌است. همانطور که مشاهده می‌کنید، در داخل این تابع، جهت دسترسی به ویژگی birth، از شیء this استفاده نمودیم. this به شیء ای اشاره می‌کند که تابع getAge() به آن تعلق دارد و در اینجا به شیء person اشاره می‌نماید. اگر از this استفاده نکنید، برنامه خطا می‌دهد؛ زیرا قادر به شناسایی birth نمی‌باشد. مثال فوق را میتوان با استفاده از Object Literal Notation به صورت زیر نوشت:
var person = {
    firstName: "Meysam",
    birth: new Date(1982, 11, 8),
    getAge: function () {
        var now = new Date();
        return now.getFullYear() - this.birth.getFullYear();
    }
};

alert(person.firstName + ": " + person.getAge());    // Meysam: 34

انواع Property ها

در ECMAScript 5 ، صفاتی برای Property ‌ها معرفی شده است که از طریق Attribute ‌های داخلی به Property ‌ها اختصاص می‌یابد. این Attribute ‌ها توسط موتور جاوا اسکریپت بر روی Property ‌ها پیاده سازی می‌شوند و به صورت مستقیم قابل دسترسی نمی‌باشند. در طی فرآیند آموزش این مطالب، Attribute ‌های داخلی را در [[]] قرار می‌دهیم، مثل [[Enumarable]] ، تا از سایر دستورات تفکیک شوند. به صورت کلی دو نوع ویژگی داریم که شامل Data Properties و Accessor Properties می‌باشند که به شرح آنها می‌پردازیم.


Data Properties

Data Property ‌ها، 4 صفت یا Attribute را توصیف می‌کنند که عبارتند از:

[[Configurable]]

مشخص می‌کند یک Property اجازه حذف، تعریف مجدد و یا تغییر نوع را دارد یا خیر. بصورت پیش فرض، زمانی که یک شیء بصورت مستقیم ساخته می‌شود، مقدار این ویژگی True می‌باشد.

[[Enumarable]]

مشخص می‌کند که آیا امکان پیمایش یک Property توسط حلقه for-in وجود دارد یا خیر. بصورت پیش فرض، زمانیکه یک شیء بصورت مستقیم ساخته می‌شود، مقدار این ویژگی True می‌باشد.

[[Writable]]

مشخص می‌کند که آیا مقدار یک Property قابل تغییر می‌باشد یا خیر. بصورت پیش فرض، زمانیکه یک شیء بصورت مستقیم ساخته می‌شود، مقدار این ویژگی True می‌باشد.

[[Value]]

شامل مقدار واقعی یک Property و محل مقداردهی یا برگرداندن مقدار Property ‌ها می‌باشد. مقدار پیش فرض آن نیز undefined می‌باشد.


زمانیکه یک Property به صورت عادی به یک شیء اضافه می‌شود، مانند مثال‌های قبلی، سه Attribute اول به true تنظیم می‌شوند و [[Value]]  با مقدار اولیه Property تنظیم میگردد. در این حالت آن Property ، قابل بروزرسانی و پیمایش می‌باشد. جهت تغییر ساختار یک Property و تنظیم Attribute ‌های آن، باید آن Property را با استفاده از متد defineProperty() تعریف نماییم . شکل کلی تعریف Property با استفاده از این متد به صورت زیر می‌باشد:

Object.defineProperty(obj, prop, descriptor)
آرگومان obj ، شیء ای است که Property مورد نظر باید به آن اضافه شود. آرگومان prop نام Property را مشخص می‌کند که Attribute ‌های آن باید تنظیم شوند. آرگومان descriptor  یک شیء می‌باشد که  Attribute ‌های مورد نیاز را برای Property تنظیم می‌نماید. شیء descriptor شامل ویژگی‌های configurable ، enumerable ، writable و value می‌باشد که می‌توانند برای Property تنظیم شوند. خروجی این متد شیء ای است که به عنوان آرگومان اول ارسال شده‌است. به مثال‌های زیر توجه کنید:
var person = {};
Object.defineProperty(person, "name", {
    writable: false,
    value:"Meysam"
});

alert(person.name);   // Meysam
person.name = "Arash";
alert(person.name);   // Meysam
همانطور که در مثال فوق مشاهده می‌کنید، یک Property به نام name به شیء person اضافه شده‌است که صفت writable آن به false تنظیم گردیده‌است. بنابراین امکان تغییر مقدار ویژگی name وجود ندارد و با اینکه در دستور person.name = "Arash" ، ویژگی name را تغییر داده‌ایم، دستور alert نهایی، مجددا خروجی Meysam را نمایش داده‌است.
var person = {};
Object.defineProperty(person, "name", {
    configurable: false,
    value: "Meysam"
});

alert(person.name);  // Meysam
delete person.name;
alert(person.name);  // Meysam
در مثال فوق، صفت configurable را به false تنظیم نموده‌ایم و همانطور که مشاهده میکنید امکان حذف ویژگی name توسط عملگر delete وجود ندارد و دستور alert نهایی مجددا خروجی Meysam را نمایش داده‌است. توجه داشته باشید که اگر شما بخواهید در خطوط بعدی کد، مجددا صفت configurable را به مقدار true تغییر دهید، امکان پذیر نمی‌باشد. زیرا در تعریف فوق، صفت configurable را به false تنظیم نموده‌اید و امکان بروزرسانی Attribute ‌های ویژگی name را از آن گرفته‌اید. در این حالت تنها Attribute ی را که میتوانید تنظیم کنید، صفت writable می‌باشد.

لازم به ذکر است که می‌توانید متد defineProperty() را چندین بار برای یک Property فراخوانی نموده و در هر مرحله صفات متفاوتی را تنظیم و یا صفات قبلی را تغییر دهید.

علاوه بر متد فوق، متد دیگری به نام defineProperties() وجود دارد که می‌توان چند Property را بصورت همزمان تعریف و صفات آن را تنظیم نمود. شکل کلی این متد به صورت زیر است:

Object.defineProperties(obj, props)

آرگومان props یک شیء می‌باشد که ویژگی‌های آن، نام همان Property هایی هستند که باید به obj اضافه شوند. همچنین هر ویژگی خود یک شیء می‌باشد که میتوان صفات آن ویژگی را تنظیم نمود. به مثال زیر توجه کنید:

var person = {};
Object.defineProperties(person, {
    "name": {
        configurable: false,
        value: "Meysam"
    },
    "age": {
        writable:false,
        value:34
    }
});
در مثال فوق، برای آرگومان props ، دو ویژگی name و age را تعریف نمودیم که این دو ویژگی به شیء person اضافه خواهند شد. همچنین ویژگی‌های name و age خود یک شیء می‌باشند که صفات مربوط به آنها تنظیم شده است.

Accessor Properties

این صفات شامل توابع getter و setter می‌باشند که یک یا هر دوی آنها می‌توانند برای یک Property تنظیم شوند. زمانی که مقداری را از یک Property می‌خوانید، تابع getter فراخوانی می‌شود و مقدار Property مربوطه را بر میگرداند. این تابع می‌تواند قبل از برگرداندن مقدار، پردازش هایی را بر روی آن Property انجام داده و یک نتیجه‌ی معتبر را برگرداند. زمانیکه Property را مقداردهی می‌نمایید، تابع setter فراخوانی میشود و Property را با مقدار جدید تنظیم می‌نماید. این تابع می‌تواند قبل از مقداردهی به Property ، داده‌ی مورد نظر را اعتبارسنجی نماید تا از ورود مقادیر نامعتبر جلوگیری کند. Accessor Properties شامل 2 صفت زیر می‌باشد:

[[Get]]

یک تابع می‌باشد و زمانی فراخوانی می‌گردد که مقدار یک Property را بخوانیم و مقدار پیش فرض آن undefined می‌باشد.

[[Set]]

یک تابع می‌باشد و زمانی فراخوانی می‌گردد که یک Property را مقداردهی نماییم و مقدار پیش فرض آن undefined می‌باشد. این تابع شامل یک آرگومان ورودی است که حاوی مقدار ارسالی به Property است.

مثال زیر یک پیاده سازی ساده از شیء تاریخ شمسی می‌باشد که هنوز از لحاظ طراحی دارای نواقصی هست و در ادامه کارآیی و کد آن را بهبود می‌بخشیم.

var date = {
    _year: 1,
    _month: 1,
    _day: 1,
    isLeap: function () {
        switch (this.year % 33) {
            case 1: case 5: case 9: case 13:
            case 17: case 22: case 26: case 30:
                return true;
            default:
                return false;
        }
    }
};

Object.defineProperties(date, {
    "year": {
        "get": function () { return this._year; },
        "set": function (newValue) {
            if (newValue < 1 || newValue > 9999)
                throw new Error("Year must be between 1 and 9999");
            this._year = newValue;
        }
    },
    "month": {
        "get": function () { return this._month; },
        "set": function (newValue) {
            if (newValue < 1 || newValue > 12)
                throw new Error("Month must be between 1 and 12");
            this._month = newValue;
        }
    },
    "day": {
        "get": function () { return this._day; },
        "set": function (newValue) {
            if (newValue < 1 || newValue > 31)
                throw new Error("Day must be between 1 and 31");
            if (this.month === 12 && !this.isLeap() && newValue > 29)
                throw new Error("Day must be between 1 and 29");
            if (this.month > 6 && newValue > 30)
                throw new Error("Day must be between 1 and 30");
            this._day = newValue;
        }
    }
});
در مثال فوق، 3 ویژگی با نامهای _year ، _month و _day تعریف شده‌اند. پیشوند _ مشخص می‌کند که نباید به این ویژگی در خارج از شیء دسترسی داشته باشیم. البته دسترسی را محدود نمی‌کند و برنامه نویس به راحتی می‌تواند به آن دسترسی داشته باشد. در مباحث بعدی شیوه‌ی صحیح پیاده سازی اینگونه Property ‌ها را آموزش می‌دهیم. تابعی به نام isLeap() نیز تعریف شده است که تشخیص می‌دهد سال موجود کبیسه هست یا خیر. با استفاده از تابع defineProperties() ، 3 ویژگی دیگر نیز به شیء date ، با نامهای year ، month و day اضافه نموده‌ایم که دارای Accessor ‌های get و set می‌باشند. در بخش set ورودی‌های کاربران را بررسی و اعتبار سنجی نمودیم. در صورتی که ورودی نامعتبر باشد، با استفاده از throw خطایی را به صورت دستی ایجاد می‌نماییم که در console مربوط به Browser قابل مشاهده و یا با استفاده از try…catch قابل دسترسی و مدیریت می‌باشد.

دقت داشته باشید که لازم نیست حتما accessor ‌های getter و setter با هم برای یک Property تنظیم شوند و شما می‌توانید فقط یکی از آنها را برای Property به کار ببرید. اگر فقط تابع getter به یک Property اختصاص یابد، آن Property فقط خواندنی می‌شود و امکان تغییر مقدار آن وجود ندارد. در این صورت هر دستوری که اقدام به تغییر Property نماید، بی‌تاثیر خواهد بود. همچنین اگر فقط تابع setter به یک Property اختصاص یابد، آن Property فقط نوشتنی می‌شود و امکان خواندن مقدار آن وجود ندارد. در این صورت هر دستوری که اقدام به خواندن Property نماید، مقدار undefined برای آن برگردانده می‌شود.

نکته‌ی دیگری که باید به آن توجه کنید این است که اگر یک Property با استفاده از متد defineProperty() تعریف گردد، Attribute هایی که مقداردهی نشده‌اند، مثل [[Configurable]] ، [[Enumarable]] و [[Writable]] با false مقداردهی می‌گردند و [[Value]] ، [[Get]] و [[Set]] مقدار undefined را بر می‌گردانند. در مبحث بعدی، در مورد این نکته مثالی ارائه شده است.


خواندن Attribute ‌های مربوط به یک Property

با استفاده از متد getOwnPropertyDescriptor() می‌توان، Attribute ‌های اختصاص داده شده به Property ‌ها را خواند و از مقدار آنها مطلع شد. این متد شامل 2 آرگومان می‌باشد، که آرگومان اول، شیء ای است که میخواهیم Attribute آن را بخوانیم و آرگومان دوم، نام Attribute می‌باشد. خروجی متد getOwnPropertyDescriptor() یک شیء از نوع PropertyDescriptor می‌باشد که ویژگی‌های آن، همان Attribute هایی هستند که برای یک Property تنظیم شده‌اند. به مثال زیر جهت خواندن Attribute ‌های شیء تاریخ شمسی توجه کنید:

var descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(date, "_year");
alert(descriptor.value);   // 1
alert(descriptor.configurable); // true
alert(typeof descriptor.get); // undefined

descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(date, "year");
alert(descriptor.value);   // undefined
alert(descriptor.configurable); // false
alert(typeof descriptor.get); // function
ویژگی _year به صورت عادی تعریف شده است. بنابراین با توجه به نکاتی که قبلا ذکر شد، مقدار اختصاص داده شده به این ویژگی، به صفت [[Value]] تعلق گرفته است. همچنین سایر صفات این ویژگی به مانند [[Configurable]] ، با مقدار true تنظیم شده‌اند. Accessor ‌های getter و setter نیز، که برای این ویژگی تنظیم نشده بودند، مقدار undefined بر می‌گردانند. ویژگی year با استفاده از متد defineProperties() تعریف شده است و چون Accessor ‌های getter و setter به آن اختصاص یافته‌اند، صفت [[Value]]، مقدار undefined را بر می‌گرداند و سایر Attribute ‌ها به مانند [[Configurable]] که تنظیم نشده‌اند، مقدار false را بر می‌گردانند. همچنین برای getter و setter نوع function برگردانده شده‌است. 
مطالب
طراحی شیء گرا: OO Design Heuristics - قسمت اول
هدف از طراحی چیست؟

ما طراحی می‌کنیم تا علاوه بر نیاز‌های عملیاتی، به نیاز‌های غیر عملیاتی (Non Functional Requirements) نیز فکر کنیم؛ در حالیکه در زمان برنامه نویسی صرفا به Functionality فکر می‌کنیم.

کتاب Object Oriented Design Heuristics اولین کتاب در زمینه طراحی و توسعه شیء گرا می‌باشد. خواندن آن برای برنامه نویسان در هر رده ای که هستند، مفید خواهد بود و میتوانند از این Heuristicها (قواعد شهودی) به عنوان ابزاری برای تبدیل شدن به یک توسعه دهنده برتر، استفاده کنند.

در این کتاب بیشتر، بهبود طراحی شیء گرا هدف قرار داده شده‌است و در این راستا بیش از 60 دستورالعمل که هیچ وابستگی به زبان خاصی هم ندارند، ارائه شده است. قواعد شهودی در واقع قوانین سخت گیرانه‌ای نیستند. بلکه می‌توان آن‌ها را به عنوان یک مکانیزم هشدار در نظر گرفت که در زمان نیاز حتی میتوان آنها را نقض کرد.

پیشنهاد می‌کنم حداقل برای اینکه ادبیات فنی خود را سامان ببخشید و با ادبیات یکسانی باهم صحبت کنیم، این کتاب را مطالعه کنید.

Introduction to Classes and Objects

پارادایم شیء گرا از مفاهیم کلاس و آبجکت، به عنوان بلوک‌های ساختاری پایه‌ای در شکل گیری یک مدل سازگار و استوار برای تحلیل، طراحی و پیاده سازی نرم افزار، استفاده میکند.

این مفاهیم را با یک مثال واقعی، بهتر می‌توان شرح داد. یک اتاق پر از جمعیت را درنظر بگیرید؛ اگر شما می‌پرسیدید «چه تعداد از حاضرین در این اتاق می‌توانند یک ساعت زنگدار(alarm clock ) را با در دست داشتن تمام قطعات آن، بسازند؟» در بهترین حالت یک یا دو نفر تمایل داشتند دست خود را بالا ببرند. اگر در همین اتاق می‌پرسیدید، «چه تعداد از حاضرین در این اتاق می‌توانند یک ساعت زنگدار را برای ساعت 9 صبح تنظیم کنند؟» بدون شک بیشتر جمعیت تمایل داشتند دست خود را بالا ببرند.

آیا نامعقول نیست که این تعداد جمعیت زیاد، ادعا دارند که میتوانند از ساعت زنگدار استفاده کنند، درحالیکه حتی نمی‌توانند یک ساعت زنگدار بسازند؟ پاسخ بی درنگ برای این سوال «البته که نه! سوال شما نامعقول است» می‌باشد.

در دنیای واقعی خیلی چیزها هستند که ما میتوانیم از آنها استفاده کنیم، بدون آنکه دانشی درباره پیاده سازی آنها داشته باشیم؛ مانند: یخچال‌ها، اتومبیل‌ها، دستگاه‌های فتوکپی، کامپیوترها و غیره. چون آنها برای استفاده شدن از طریق واسط عمومی خودشان، تعریف و طراحی شده‌اند. لذا حتی بدون داشتن دانشی از پیاده سازی آنها، استفاده از آنها آسان می‌باشد. این واسط عمومی وابسته به دستگاه مورد نظر است. اما جزئیات پیاده سازی دستگاه را از دید کاربرانش پنهان میکند. این استراتژی طراحی، چیزی است که به سازنده اجازه می‌دهد بدون آنکه کاربران رنجیده شوند، با آزادی عمل، 60 مؤلفه کوچک استفاده شده در ساخت ساعت زنگدار را تعویض کند.

مثال دیگری از واسط عمومی در مقابل جزئیات پیاده سازی، میتواند در حوزه اتومبیل‌ها دیده شود. زمانیکه تولید کنندگان اتومبیل از سیستم‌های احتراق مکانیکی به سمت سیستم‌های احتراق الکترونیکی کوچ کردند، تعداد خیلی کمی از کاربران اتومبیل‌ها نگران این موضوع بودند. اما چرا؟ چون واسط عمومی آن‌ها مانند سابق ماند و تنها پیاده سازی تغییر کرد. فرض کنید که شما به قصد خرید اتومبیل به یک فروشنده اتومبیل مراجعه می‌کنید و فروشنده یک سوئیچ را به شما داده و از شما می‌خواهد برای تست آن را برانید. بعد از تلاشی که برای استارت زدن داشتید، فروشنده اعلام می‌کند که در این مدل برای استارت زدن باید ابتدا کاپوت را بالا زده و دکمه قرمز را فشار دهید. در این حالت، بدلیل اینکه واسط عمومی اتومبیل دستخوش تغییر بوده است، باعث ناراحتی شما خواهد شد.

این فلسفه، دقیقا یکی از ایده‌های پایه‌ای در پارادایم شیءگرا می‌باشد. تمام جزئیات پیاده سازی در سیستم شما باید در پشت یک واسط عمومی مستحکم و سازگار، از کاربران آنها پنهان باشد. نیاز کاربران، دانستن درباره واسط عمومی می‌باشد؛ اما هرگز مجاز به دیدن جزئیات پیاده سازی آنها نیستند. با این روش، پیاده ساز میتواند به هرشکلی که مناسب است، پیاده سازی را تغییر دهد؛ درحالیکه واسط عمومی مانند سابق می‌باشد. به عنوان مسافری که مکرر سفر میکنم، به شما اطمینان میدهم که استفاده از ساعت‌های زنگدار با وجود عدم اطلاع از پیاده سازی آنها، فواید عظیمی دارند. در هتل‌های زیادی که از دسته بندی‌های گسترده‌ای از ساعت‌ها مانند الکتریکی، قابل کوک (windup)، باتری خور، در هر دو مدل دیجیتال و آنالوگ استفاده میکنند، اقامت کرده‌ام. یکبار هم اتفاق نیفتاده‌است در حالیکه در هواپیما نشسته باشم، نگران این باشم که قادر نخواهم بود از ساعت زنگی اتاقم در هتل استفاده کنم.

بیشتر خوانندگان این کتاب، با وجود اینکه در نزدیکی آنها شاید ساعت زنگداری هم نباشد، ولی منظور بنده را با عبارت «ساعت زنگدار» متوجه شدند. به چه دلیل؟ شما در زندگی خودتان ساعت‌های زنگدار زیادی را می‌بینید و متوجه می‌شوید که همه آنها از یکسری خصوصیات مشترک مانند زمان، یک زمان هشدار و طراحی‌ای که مشخص میکند هشدار روشن یا خاموش است، بهره می‌برند. همچنین متوجه می‌شوید که همه ساعت‌های زنگداری که دیده‌اید امکان تنظیم کردن زمان، تنظیم زمان هشدار و روشن و خاموش کردن هشدار را به شما می‌دهند. در نتیجه، شما الان مفهومی را به نام «ساعت زنگدار» دارید که مفهومی را از داده و رفتار، در یک بسته بندی مرتب برای همه ساعت‌های زنگدار، تسخیر می‌کند. این مفهوم به عنوان یک Class (کلاس) شناخته می‌شود. یک ساعت زنگدار فیزیکی که شما در دست خود آن را نگه داشته‌اید، یک Object (وهله، Instance) ای از کلاس ساعت زنگدار می‌باشد. رابطه بین مفهوم کلاس و وهله، Instantiation Relationship (وهله سازی) نام دارد. به یک object، ساعت زنگدار وهله سازی شده (Instantiated) از کلاس ساعت زنگدار گفته می‌شود؛ در حالیکه از کلاس ساعت زنگدار به عنوان تعمیم (Generalization) از همه object‌های کلاس ساعت زنگدار که شما با آنها روبرو شده‌اید، یاد می‌شود. 

شکل 2.1 An Alarm Class and Its Objects 

شکل 2.1 An Alarm Class and Its Objects

 اگر من به شما می‌گفتم که ساعت زنگدارم از روی پاتختی (میز کوچک کنار تخت که دارای کشو می‌باشد) من پرید، من را گاز گرفت، سپس گربه‌ی همسایه را دنبال کرد، قطعا مرا دیوانه به حساب می‌آوردید. اگر به شما می‌گفتم که سگ من کارهای مشابه‌ای را انجام می‌دهد، کاملا منطقی می‌بود. چون نام یک کلاس تنها به مجموعه‌ای از خواص اشاره نمی‌کند، بلکه رفتارهای موجودیت (entity) را نیز مشخص می‌کند. این رابطه دوسویه بین داده و رفتار، اساس پارادایم شیء گرا می‌باشد.

یک object همیشه دارای 4 جنبه مهم زیر خواهد بود:
  • هویت خود (ممکن است آدرس آن در حافظه باشد) - its own identity
  • خواص کلاس خود (معمولا استاتیک) و مقادیر این خواص (معمولا پویا) - attributes of its class 
  • رفتار کلاس خود (از دید پیاده ساز) -  behavior of its class
  • واسط منتشر شده کلاس خود (از دید استفاده کننده) - published interface of its class

یک کلاس را  می توان با record definition (ساختار داده پایه، struct) و لیستی از عملیاتی که مجاز به کار بر روی این record definition هستند، پیاده سازی کرد. در زبان‌های رویه‌ای (Procedural) یافتن وابستگی داده‌ها در یک تابع معین، آسان می‌باشد. این کار را می‌توان به سادگی با بررسی کردن جزئیات پیاده سازی تابع و مشاهده نوع داده پارامترهای آن، مقادیر بازگشتی و متغییرهای محلی‌ای که تعریف شده‌اند، انجام داد. اگر قصد شما پیدا کردن وابستگی‌های تابعی بر روی یک داده می‌باشد، باید همه کد را بررسی کرده و به دنبال توابعی باشید که به داده شما وابسته هستند. در مدل شیء گرا، هر دو نوع وابستگی (داده به رفتار و رفتار به داده) به راحتی در دسترس می‌باشند. وهله‌ها، متغیرهایی از یک نوع داده کلاس هستند. جزئیات داخلی آنها باید فقط برای لیست توابع مرتبط با کلاس‌هایشان آشکار باشد. این محدودیت دسترسی به جزئیات داخلی وهله‌ها، Information Hiding نامیده می‌شود. اختیاری بودن این بحث در خیلی از زبان‌های شیء گرا ما را به سمت اولین قاعده شهودی هدایت می‌کند.

قاعده شهودی 2.1 
همه داده‌ها باید در داخل کلاس خود پنهان شده باشند. (All data should be hidden within its class)

با نقض این قاعده، امکان نگهداری را هم از دست می‌دهید. اجبار به پنهان کردن اطلاعات در مراحل طراحی و پیاده سازی، بخش عظیمی از فواید پارادایم شیء گرا می‌باشد. اگر داده به صورت عمومی تعریف شده باشد، تشخیص اینکه کدام بخش از عملیات (functionality) سیستم به آن داده وابسته است، سخت و مشکل خواهد بود. در واقع، نگاشت تغییرات داده به عملیات سیستم، همانند طراحی و پیاده سازی در دنیای action-oriented می‌باشد. ما مجبور می‌شویم برای تشخیص اینکه کدام عملیات به داده مورد نظر ما وابسته است، تمام عملیات سیستم را بررسی کنیم، تا به این ترتیب متوجه شویم.

برخی اوقات، یک توسعه دهنده استدلال می‌کند «نیاز دارم این بخش از داده را عمومی تعریف کنم زیرا ....» در این وضعیت، توسعه دهنده باید از خود سوال کند «کاری که تلاش دارم با این داده انجام دهم چیست و چرا کلاس این عملیات را خودش برای من انجام نمی‌دهد؟» در همه موارد  این کلاس است که به سادگی عملیات ضروری را فراموش کرده‌است. کمی بر روی شکل 2.2 فکر کنید. توسعه دهنده به صورت تصادفی فکر کرده است که عضو byte_offset را برای مجاز ساختن دسترسی تصادفی I/O، به صورت عمومی تعریف کند. اما چیزی که واقعا برای انجام این کار به آن نیاز داشت، تعریف یک operation بود (در زبان سی، توابع fseek و ftell برای ممکن کردن دسترسی تصادفی I/O، موجود هستند).

مراقب توسعه دهنده‌هایی که جسورانه می‌گویند: «ما می‌توانیم این بخش از داده را تغییر دهیم، زیرا هیچوقت تغییر نخواهد کرد!» باشید. طبق قانون برنامه نویسی مورفی، اولین بخشی که نیاز به تغییر خواهد داشت همین بخش از داده است.

شکل 2.2 Accidental Public Data   

 Accidental Public Data

به عنوان مثال دیگر برای روشن‌تر شدن بحث، کلاس Point را که پیاده سازی آن به روش مختصات دکارتی می‌باشد، در نظر بگیرید. یک طراح بی‌تجربه ممکن است دلیل تراشی کند که ما می‌توانیم داده‌های  X و Y را به صورت عمومی تعریف کنیم؛ چرا که هیچ موقع تغییر نخواهند کرد. فرض کنید نیاز جدیدی مبنی بر اینکه پیاده سازی Point به ناچار باید از دکارتی به قطبی تغییر کند، به دست شما برسد. به این صورت استفاده کنندگان از این کلاس Point نیز باید تغییر کنند. حال اگر داده‌ها پنهان بودند و عمومی نبودند، در نتیجه فقط لازم بود پیاده ساز‌های این کلاس، کد خود را تغییر دهند.

شکل 2.3  The danger of public data 

 خطر داده‌های عمومی

مطالب
شروع به کار با EF Core 1.0 - قسمت 1 - برپایی تنظیمات اولیه
در ادامه‌ی سری «ارتقاء به ASP.NET Core 1.0» اگر بخواهیم مباحث اعتبارسنجی کاربران و ASP.NET Identity مخصوص آن‌را بررسی کنیم، نیاز است ابتدا مباحث Entity framework Core 1.0 را بررسی کنیم. به همین جهت در طی چند قسمت مباحث پایه‌ای کار با EF Core 1.0 را در ASP.NET Core 1.0، بررسی خواهیم کرد. بنابراین پیشنیاز ضروری این مباحث، مطالعه‌ی سری «ارتقاء به ASP.NET Core 1.0» است و در آن از مباحثی مانند چگونگی کار با فایل‌های کانفیگ جدید، تزریق وابستگی‌ها و سرویس‌ها، فعال سازی سرویس Logging، فعال سازی صفحات مخصوص توسعه دهنده‌ها و ... در ASP.NET Core 1.0 استفاده خواهد شد.


EF Core چیست؟

EF Core یک ORM یا object-relational mapper چندسکویی است که امکان کار با بانک‌های اطلاعاتی مختلف را از طریق اشیاء دات نتی میسر می‌کند. توسط آن قسمت عمده‌ی کدهای مستقیم کار با بانک‌های اطلاعاتی حذف شده و تبدیل به کدهای دات نتی می‌شوند. مزیت این لایه‌ی Abstraction اضافی (لایه‌ای بر روی کدهای مستقیم لایه ADO.NET زیرین)، امکان تعویض بانک اطلاعاتی مورد استفاده، تنها با تغییر کدهای آغازین برنامه‌است؛ بدون نیاز به تغییری در سایر قسمت‌های برنامه. همچنین کار با اشیاء دات نتی و LINQ، مزایایی مانند تحت نظر قرار گرفتن کدها توسط کامپایلر و برخورداری از ابزارهای Refactoring پیشرفته را میسر می‌کنند. به علاوه SQL خودکار تولیدی توسط آن نیز همواره پارامتری بوده و مشکلات حملات تزریق SQL در این حالت تقریبا به صفر می‌رسند (اگر مستقیما SQL نویسی نکنید و صرفا از LINQ استفاده کنید). مزیت دیگر همواره پارامتری بودن کوئری‌ها، رفتار بسیاری از بانک‌های اطلاعاتی با آن‌ها همانند رویه‌های ذخیره شده است که به عدم تولید Query plan‌های مجزایی به ازای هر کوئری رسیده منجر می‌شود که در نهایت سبب بالا رفتن سرعت اجرای کوئری‌ها و مصرف حافظه‌ی کمتری در سمت سرور بانک اطلاعاتی می‌گردد.


تفاوت EF Core با نگارش‌های دیگر Entity framework در چیست؟

سورس باز بودن
EF از نگارش‌های آخر آن بود که سورس باز شد؛ اما EF Core از زمان نگارش‌های پیش نمایش آن به صورت سورس باز در GitHub قابل دسترسی است.

چند سکویی بودن
EF Core برخلاف EF 6.x (آخرین نگارش مبتنی بر Full Framework آن)، نه تنها چندسکویی است و قابلیت اجرای بر روی Mac و لینوکس را نیز دارا است، به علاوه امکان استفاده‌ی از آن در انواع و اقسام برنامه‌های دات نتی مانند UWP یا Universal Windows Platform و Windows phone که پیشتر با EF 6.x میسر نبود، وجود دارد. لیست این نوع سکوها و برنامه‌های مختلف به شرح زیر است:
 • All .NET application (Console, ASP.NET 4, WinForms, WPF)
 • Mac and Linux applications (Mono)
 • UWP (Universal Windows Platform)
 • ASP.NET Core applications
 • Can use EF Core in Windows phone and Windows store app

افزایش تعداد بانک‌های اطلاعاتی پشتیبانی شده
در EF Full یا EF 6.x، هدف اصلی، تنها کار با بانک‌های اطلاعاتی رابطه‌‌ای بود و همچنین مایکروسافت صرفا نگارش‌های مختلف SQL Server را به صورت رسمی پشتیبانی می‌کرد و برای سایر بانک‌های اطلاعاتی دیگر باید از پروایدرهای ثالث استفاده کرد.
در EF Core علاوه بر افزایش تعداد پروایدرهای رسمی بانک‌های اطلاعاتی رابطه‌ای، پشتیبانی از بانک‌های اطلاعاتی NoSQL هم اضافه شده‌است؛ به همراه پروایدر ویژه‌‌ای به نام In Memory جهت انجام ساده‌تر Unit testing. کاری که با نگارش‌های پیشین EF به سادگی و از روز اول پشتیبانی نمی‌شد.

حذف و یا عدم پیاده سازی تعدادی از قابلیت‌های EF 6.x
اگر موارد فوق جزو مهم‌ترین مزایای کار با EF Core باشند، باید درنظر داشت که به علت حذف و یا تقلیل یافتن یک سری از ویژگی‌ها در NET Core.، مانند Reflection (جهت پشتیبانی از دات نت در سکوهای مختلف کاری و خصوصا پشتیبانی از حالتی که کامپایلر مخصوص برنامه‌های UWP نیاز دارد تمام نوع‌ها را همانند زبان‌های C و ++C، در زمان کامپایل بداند)، یک سری از قابلیت‌های EF 6.x مانند Lazy loading هنوز در EF Core پشتیبانی نمی‌شوند. لیست کامل و به روز شده‌ی این موارد را در اینجا می‌توانید مطالعه کنید.
بنابراین امکان انتقال برنامه‌های EF 6.x به EF Core 1.0 عموما وجود نداشته و نیاز به بازنویسی کامل دارند. هرچند بسیاری از مفاهیم آن با EF Code First یکی است.


برپایی تنظیمات اولیه‌ی EF Core 1.0 در یک برنامه‌ی ASP.NET Core 1.0

برای نصب تنظیمات اولیه‌ی EF Core 1.0 در یک برنامه‌ی ASP.NET Core 1.0، جهت کار با مشتقات SQL Server (و SQL LocalDB) نیاز است سه بسته‌ی ذیل را نصب کرد (از طریق منوی Tools -> NuGet Package Manager -> Package Manager Console):
PM> Install-Package Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer
PM> Install-Package Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools -Pre
PM> Install-Package Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer.Design
البته در این قسمت صرفا از بسته‌ی اول که جهت اتصال به SQL Server است استفاده می‌کنیم. بسته‌های دیگر را در قسمت‌های بعد، برای به روز رسانی اسکیمای بانک اطلاعاتی (مباحث Migrations) و مباحث scaffolding استفاده خواهیم کرد.
پس از اجرای سه دستور فوق، تغییرات مداخل فایل project.json برنامه به صورت ذیل خواهند بود:
{
    "dependencies": {
       // same as before
        "Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer": "1.0.0",
        "Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools": "1.0.0-preview2-final",
        "Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer.Design": "1.0.0"
    }
}
این مداخلی که توسط نیوگت اضافه شده‌اند، نیاز به اصلاح دارند؛ به این صورت:
{
    "dependencies": {
       // same as before
        "Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer": "1.0.0",
        "Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools": {
            "version": "1.0.0-preview2-final",
            "type": "build"
        },
        "Microsoft.EntityFrameworkCore.SqlServer.Design": {
            "version": "1.0.0",
            "type": "build"
        }
    },

    "tools": {
       // same as before
        "Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools": {
            "version": "1.0.0-preview2-final",
            "imports": [
                "portable-net45+win8"
            ]
        }   
   }
}
نیاز است در قسمت dependencies مشخص کنیم که ابزارهای اضافه شده مخصوص build هستند و نه اجرای برنامه. همچنین قسمت tools را باید با Microsoft.EntityFrameworkCore.Tools مقدار دهی کرد تا بتوان از این ابزار در خط فرمان، جهت اجرای فرامین migrations استفاده کرد.
بنابراین از همین ابتدای کار، بدون مراجعه‌ی به Package Manager Console، چهار تغییر فوق را به فایل project.json اعمال کرده و آن‌را ذخیره کنید؛ تا کار به روز رسانی و نصب بسته‌ها، به صورت خودکار و همچنین صحیحی انجام شود.


فعال سازی صفحات مخصوص توسعه دهنده‌های EF Core 1.0

در مطلب «ارتقاء به ASP.NET Core 1.0 - قسمت 5 - فعال سازی صفحات مخصوص توسعه دهنده‌ها» با تعدادی از اینگونه صفحات آشنا شدیم. برای EF Core نیز بسته‌ی مخصوصی به نام Microsoft.AspNetCore.Diagnostics.EntityFrameworkCore وجود دارد که امکان فعال سازی صفحه‌ی نمایش خطاهای بانک اطلاعاتی را میسر می‌کند. بنابراین ابتدا به فایل project.json مراجعه کرده و این بسته را اضافه کنید:
{
    "dependencies": {
       // same as before
        "Microsoft.AspNetCore.Diagnostics.EntityFrameworkCore": "1.0.0"
    }
}
سپس می‌توان متد جدید UseDatabaseErrorPage را در متد Configure کلاس آغازین برنامه، فراخوانی کرد:
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
   if (env.IsDevelopment())
   {
      app.UseDatabaseErrorPage();
   }
با فعال سازی این صفحه، اگر در حین توسعه‌ی برنامه و اتصال به بانک اطلاعاتی، خطایی رخ دهد، بجای مشاهده‌ی یک صفحه‌ی خطای عمومی (اگر UseDeveloperExceptionPage را فعال کرده باشید)، اینبار ریز جزئیات بیشتری را به همراه توصیه‌هایی از طرف تیم EF مشاهده خواهید کرد.


تعریف اولین Context برنامه و مشخص سازی رشته‌ی اتصالی آن


در این تصویر، زیر ساخت نگاشت‌های EF Core را مشاهده می‌کنید. در سمت چپ، ظرفی را داریم به نام DB Context که در برگیرنده‌ی Db Setها است. در سمت راست که بیانگر ساختار کلی یک بانک اطلاعاتی است، معادل این‌ها را مشاهده می‌کنیم. هر Db Set به یک جدول بانک اطلاعاتی نگاشت خواهد شد و متشکل است از کلاسی به همراه یک سری خواص که این‌ها نیز به فیلدها و ستون‌های آن جدول در سمت بانک اطلاعاتی نگاشت می‌شوند.
بنابراین برای شروع کار، پوشه‌ای را به نام Entities به پروژه اضافه کرده و سپس کلاس ذیل را به آن اضافه می‌کنیم:
namespace Core1RtmEmptyTest.Entities
{
    public class Person
    {
        public int PersonId { get; set; }
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }
    }
}
کلاس Person بیانگر ساختار جدول اشخاص بانک اطلاعاتی است. برای اینکه این کلاس را تبدیل و نگاشت به یک جدول کنیم، نیاز است آن‌را به صورت یک DbSet در معرض دید EF Core قرار دهیم و اینکار در کلاسی که از DbContex مشتق می‌شود، صورت خواهد گرفت:
using Microsoft.EntityFrameworkCore;

namespace Core1RtmEmptyTest.Entities
{
    public class ApplicationDbContext : DbContext
    {
        public ApplicationDbContext(DbContextOptions<ApplicationDbContext> options) : base(options)
        {
        }

        public DbSet<Person> Persons { get; set; }
    }
}
بنابراین در ادامه کلاس جدید ApplicationDbContext را که از کلاس پایه DbContext مشتق می‌شود تعریف کرده و سپس کلاس Person را به صورت یک DbSet در معرض دید EF Core قرار می‌دهیم.
سازنده‌ی این کلاس نیز به نحو خاصی تعریف شده‌است. اگر به سورس‌های EF Core مراجعه کنیم، کلاس پایه‌ی DbContext دارای دو سازنده‌ی با و بدون پارامتر است:
protected DbContext()
   : this((DbContextOptions) new DbContextOptions<DbContext>())
{
}

public DbContext([NotNull] DbContextOptions options)
{
  // …
}
اگر از سازنده‌ی بدون پارامتر استفاده کنیم و برای مثال در کلاس ApplicationDbContext فوق، به طور کامل سازنده‌ی تعریف شده را حذف کنیم، باید به نحو ذیل تنظیمات بانک اطلاعاتی را مشخص کنیم:
using Microsoft.EntityFrameworkCore;

namespace Core1RtmEmptyTest.Entities
{
    public class ApplicationDbContext : DbContext
    {
        public DbSet<Person> Persons { get; set; }

        protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
        {
            optionsBuilder.UseSqlServer(@"... connection string ...");
        }
    }
}
در این حالت باید متد OnConfiguring را override و یا بازنویسی کنیم، تا بتوان از اول مشخص کرد که قرار است از پروایدر SQL Server استفاده کنیم و ثانیا رشته‌ی اتصالی به آن چیست.
اما چون در یک برنامه‌ی ASP.NET Core، کار ثبت سرویس مربوط به EF Core، در کلاس آغازین برنامه انجام می‌شود و در آنجا به سادگی می‌توان به خاصیت Configuration برنامه دسترسی یافت و توسط آن رشته‌ی اتصالی را دریافت کرد، مرسوم است از سازنده‌ی با پارامتر DbContext به نحوی که در ابتدا عنوان شد، استفاده شود.
بنابراین در ادامه، پس از مطالعه‌ی مطلب «ارتقاء به ASP.NET Core 1.0 - قسمت 7 - کار با فایل‌های config» به فایل appsettings.json مراجعه کرده و تنظیمات رشته‌ی اتصالی برنامه را به صورت ذیل در آن مشخص می‌کنیم:
{
    "ConnectionStrings": {
        "ApplicationDbContextConnection": "Data Source=(local);Initial Catalog=TestDbCore2016;Integrated Security = true"
    }
}
باید دقت داشت که نام این مداخل کاملا اختیاری هستند و در نهایت باید در کلاس آغازین برنامه به صورت صریحی مشخص شوند.
در اینجا به وهله‌ی پیش فرض SQL Server اشاره شده‌است؛ از حالت اعتبارسنجی ویندوزی SQL Server استفاده می‌شود و بانک اطلاعاتی جدیدی به نام TestDbCore2016 در آن مشخص گردیده‌است.

پس از تعریف رشته‌ی اتصالی، متد OnConfiguring را از کلاس ApplicationDbContext حذف کرده و از همان نگارش دارای سازنده‌ی با پارامتر آن استفاده می‌کنیم. برای اینکار به کلاس آغازین برنامه مراجعه کرده و توسط متد AddDbContext این Context را به سرویس‌های ASP.NET Core معرفی می‌کنیم:
    public class Startup
    {
        public IConfigurationRoot Configuration { set; get; }

        public Startup(IHostingEnvironment env)
        {
            var builder = new ConfigurationBuilder()
                                .SetBasePath(env.ContentRootPath)
                                .AddJsonFile("appsettings.json", reloadOnChange: true, optional: false)
                                .AddJsonFile($"appsettings.{env}.json", optional: true);
            Configuration = builder.Build();
        }

        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            services.AddSingleton<IConfigurationRoot>(provider => { return Configuration; });
            services.AddDbContext<ApplicationDbContext>(options =>
            {
                options.UseSqlServer(Configuration["ConnectionStrings:ApplicationDbContextConnection"]);
            });
در اینجا جهت یادآوری مطلب «ارتقاء به ASP.NET Core 1.0 - قسمت 7 - کار با فایل‌های config» نحوه‌ی وهله سازی خاصیت Configuration که در متد UseSqlServer مورد استفاده قرار گرفته‌است، نیز ذکر شده‌است.
بنابراین قسمت options.UseSqlServer را یا در اینجا مقدار دهی می‌کنید و یا از طریق بازنویسی متد OnConfiguring کلاس Context برنامه.


یک نکته: امکان تزریق IConfigurationRoot به کلاس Context برنامه وجود دارد

با توجه به اینکه Context برنامه را به صورت یک سرویس به ASP.NET Core معرفی کردیم، امکان تزریق وابستگی‌ها نیز در آن وجود دارد. یعنی بجای روش فوق، می‌توان IConfigurationRoot را به سازنده‌ی کلاس Context برنامه نیز تزریق کرد:
using Microsoft.EntityFrameworkCore;
using Microsoft.Extensions.Configuration;

namespace Core1RtmEmptyTest.Entities
{
    public class ApplicationDbContext : DbContext
    {
        private readonly IConfigurationRoot _configuration;

        public ApplicationDbContext(IConfigurationRoot configuration)
        {
            _configuration = configuration;
        }

        //public ApplicationDbContext(DbContextOptions<ApplicationDbContext> options) : base(options)
        //{
        //}

        public DbSet<Person> Persons { get; set; }

        protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
        {
            optionsBuilder.UseSqlServer(_configuration["ConnectionStrings:ApplicationDbContextConnection"]);
        }
    }
}
با توجه به اینکه IConfigurationRoot در کلاس ConfigureServices به صورت Singleton، به مجموعه‌ی سرویس‌های برنامه معرفی شده‌است، از آن در تمام کلاس‌های برنامه که تحت نظر سیستم تزریق وابستگی‌های توکار ASP.NET Core هستند، می‌توان استفاده کرد.
در این حالت متد ConfigureServices کلاس آغازین برنامه، چنین شکلی را پیدا می‌کند و ساده می‌شود:
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddDbContext<ApplicationDbContext>();


یک نکته: امکان تزریق ApplicationDbContext به تمام کلاس‌های برنامه وجود دارد

همینقدر که ApplicationDbContext را به عنوان سرویسی در ConfigureServices تعریف کردیم، امکان تزریق آن در اجزای مختلف یک برنامه‌ی ASP.NET Core نیز وجود دارد:
using System.Linq;
using Core1RtmEmptyTest.Entities;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;

namespace Core1RtmEmptyTest.Controllers
{
    public class TestDBController : Controller
    {
        private readonly ApplicationDbContext _ctx;

        public TestDBController(ApplicationDbContext ctx)
        {
            _ctx = ctx;
        }

        public IActionResult Index()
        {
            var name = _ctx.Persons.First().FirstName;
            return Json(new { firstName = name });
        }
    }
}
در اینجا نحوه‌ی تزریق DB Context برنامه را به یک کنترلر مشاهده می‌کنید. البته هرچند تزریق یک کلاس مشخص به این شکل، تزریق وابستگی‌ها نام ندارد و هنوز این کنترلر دقیقا وابسته‌است به پیاده سازی خاص کلاس ApplicationDbContext، اما ... در کل امکان آن هست.

در این حالت پس از اجرای برنامه، خطای ذیل را مشاهده خواهیم کرد:


علت اینجا است که هنوز این بانک اطلاعاتی ایجاد نشده‌است و همچنین ساختار جداول را به آن منتقل نکرده‌ایم که این موارد را در قسمت‌های بعدی مرور خواهیم کرد.
مطالب
OpenCVSharp #5
استفاده از پنجره‌ی native خود OpenCV، روش مرسومی است در زبان‌های مختلف برنامه نویسی که از OpenCV استفاده می‌کنند و این پنجره مستقل است از سکوی کاری مورد استفاده. اما شاید در دات نت علاقمند باشید که نتیجه‌ی عملیات را در یک picture box استاندارد نمایش دهید. در ادامه، تبدیل تصاویر OpenCV را به فرمت دات نت، در دو قالب برنامه‌های WinForms و همچنین WPF، بررسی خواهیم کرد.


استفاده از OpenCVSharp در برنامه‌های WinForms به کمک PictureBoxIpl

یکی از اسمبلی‌های کتابخانه‌ی OpenCVSharp را که در پوشه‌ی bin برنامه می‌توان مشاهده کرد، OpenCvSharp.UserInterface.dll نام دارد. این اسمبلی حاوی یک picture box جدید به نام PictureBoxIpl است که می‌تواند تصاویری را با فرمت IplImage، دریافت کند.


می‌توانید این picture box ویژه را از طریق منوی ToolBox -> Choose items و سپس صفحه‌ی دیالوگ فوق، به نوار ابزار WinForms اضافه کرده و از آن استفاده کنید و یا می‌توان با کدنویسی نیز به آن دسترسی یافت:
using (var iplImage = new IplImage(@"..\..\Images\Penguin.png", LoadMode.Color))
{
    Cv.Dilate(iplImage, iplImage);
 
    var pictureBoxIpl = new OpenCvSharp.UserInterface.PictureBoxIpl
    {
        ImageIpl = iplImage,
        AutoSize = true
    };
    flowLayoutPanel1.Controls.Add(pictureBoxIpl); 
}
در اینجا تصویر مورد نظر را توسط کلاس IplImage بارگذاری کرده و سپس برای نمونه فیلتر Dilate را به آن اعمال کرده‌ایم. سپس وهله‌ی جدیدی از کنترل PictureBoxIpl ایجاد و خاصیت ImageIpl آن، به تصویر بارگذاری شده، تنظیم و در آخر این picture box با کدنویسی به صفحه اضافه شده‌است.

یک نکته
هر نوع تغییری به iplImage پس از انتساب آن به خاصیت ImageIpl، نمایش داده نخواهد شد. برای به حداقل رساندن سربار ایجاد اشیاء جدید (خصوصا برای نمایش اطلاعات رسیده‌ی از دوربین یا WebCam)، از متد RefreshIplImage استفاده کنید. این متد بجای ایجاد یک شیء جدید، تنها ناحیه‌ی موجود را مجددا ترسیم خواهد کرد و بسیار سریع است:
 pictureBoxIpl.RefreshIplImage(iplImage);


استفاده از OpenCVSharp در برنامه‌های WinForms به کمک PictureBox

اگر نخواهید از کنترل جدید PictureBoxIpl استفاده کنید، می‌توان از همان Picture box استاندارد WinForms نیز کمک گرفت:
Bitmap bitmap;
using (var iplImage = new IplImage(@"..\..\Images\Penguin.png", LoadMode.Color))
{
    bitmap = iplImage.ToBitmap(); // BitmapConverter.ToBitmap()
}
 
var pictureBox = new PictureBox
{
    Image = bitmap,
    ClientSize = bitmap.Size
}; 
 
flowLayoutPanel1.Controls.Add(pictureBox);
تنها نکته‌ای که در اینجا جدید است، استفاده از متد الحاقی ToBitmap می‌باشد که در کلاس BitmapConverter کتابخانه‌ی OpenCVSharp تعریف شده‌است. به این ترتیب تصویر با فرمت OpenCV، به یک Bitmap دات نتی تبدیل می‌شود. اکنون می‌توان این بیت‌مپ را برای مثال به یک Picture box استاندارد انتساب داد و یا حتی متد Save آن‌را فراخوانی کرد و آن‌را بر روی دیسک سخت، ذخیره نمود.

یک نکته
در اینجا نیز برای به حداقل رسانی به روز رسانی‌های بعدی picture box بهتر است از متد ToBitmap به شکل زیر کمک گرفت:
 iplImage.ToBitmap(dst: (Bitmap)pictureBox.Image);
به این ترتیب سربار وهله سازی یک شیء جدید Bitmap حذف خواهد شد و صرفا ناحیه‌ی نمایشی مجددا ترسیم می‌شود.





استفاده از OpenCVSharp در برنامه‌های WPF

در WPF می‌توان با استفاده از متد الحاقی ToWriteableBitmap کلاس BitmapConverter، فرمت IplImage را به منبع تصویر یک کنترل تصویر استاندارد، تبدیل کرد:
using System.Windows.Media;
using OpenCvSharp;
using OpenCvSharp.Extensions;
 
namespace OpenCVSharpSample05Wpf
{
    public partial class MainWindow
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            loadImage();
        }
 
        private void loadImage()
        {
            using (var iplImage = new IplImage(@"..\..\Images\Penguin.png", LoadMode.Color))
            {
                Cv.Dilate(iplImage, iplImage);
 
                Image1.Source = iplImage.ToWriteableBitmap(PixelFormats.Bgr24);
            }
        }
    }
}

کدهای کامل WPF و WinForms این مطلب برای دریافت.
مطالب
Dependency Injection

در ادامه مباحث بهتر کد بنویسیم و الگوهایی که در این رابطه معرفی شدند، اخیرا کتابی از انتشارات manning منتشر شده تحت عنوان Dependency Injection . هر چند به ظاهر این کتاب برای جاوا کارها تهیه شده اما قسمت عمده‌ای از آن برای سایر زبان‌های برنامه نویسی دیگر نیز قابل استفاده است.




DESCRIPTION
In object-oriented programming, a central program normally controls other objects in a module, library, or framework. With dependency injection, this pattern is inverted—a reference to a service is placed directly into the object which eases testing and modularity. Spring or Google Guice use dependency injection so you can focus on your core application and let the framework handle infrastructural concerns.
Dependency Injection explores the DI idiom in fine detail, with numerous practical examples that show you the payoffs. You'll apply key techniques in Spring and Guice and learn important pitfalls, corner-cases, and design patterns. Readers need a working knowledge of Java but no prior experience with DI is assumed.

WHAT'S INSIDE:
◊ How to apply it (Understand it first!)
◊ Design patterns and nuances
◊ Spring, Google Guice, PicoContainer, and more
◊ How to integrate DI with Java frameworks


راستی، این کتاب تر و تازه رو می‌تونید از همین کتاب فروشی‌های دور و اطراف نیز تهیه کنید! در سایت booktraining دات ارگ در قسمت graphics-and-design به تاریخ 4 آگوست.



مطالب
امکان ساده سازی تعاریف اشیاء در C# 9.0 با Target Typing
ویژگی جدید مورد بحث در این قسمت، «Improved Target Typing» نام دارد. اما «Target Typing» چیست؟ حدس زدن نوع یک شیء بر اساس زمینه‌ای که توسط آن تعریف شده‌است، Target Typing نامیده می‌شود. نمونه‌ای از آن‌را سال‌هاست که با استفاده از واژه‌ی کلیدی var در #C استفاده می‌کنید. اما قابلیتی که در C# 9.0 اضافه شده‌است، تقریبا معکوس آن است.


Target Typing در C# 9.0

مشکلی که بعضی‌ها با واژه‌ی کلیدی var دارند، این است که اندکی خوانایی کدها را کاهش می‌دهد و در این حالت بلافاصله مشخص نیست که نوع شیء در حال استفاده چیست. در C# 9.0 برای این دسته از برنامه نویس‌ها راه حل دیگری را پیشنهاد داده‌اند: نوع ابتدایی را مشخص کنید، اما نیازی به ذکر نوع پس از واژه‌ی کلیدی new نیست و همانند var، خود کامپایلر آن‌را حدس خواهد زد! برای توضیح آن دو کلاس ساده‌ی زیر را درنظر بگیرید:
    public class Person
    {
        public string FirstName { get; set; }
    }

    public class PersonWithCtor
    {
        public PersonWithCtor(string firstName)
        {
            this.FirstName = firstName;
        }

        public string FirstName { get; set; }
    }
روش متداول استفاده‌ی از کلاس Person ساده که بدون سازنده‌است، از ابتدایی‌ترین نگارش #C به صورت زیر است:
Person person = new Person();
این روش در C# 3.0 به صورت زیر خلاصه شد:
var person = new Person();
که در این حالت کامپایلر در زمان کامپایل، واژه‌ی کلیدی var را به صورت خودکار به نمونه‌ی قبلی تبدیل کرده و عملیات کامپایل را تکمیل می‌کند. اگر با این روش تعریف متغیرها و اشیاء مشکل دارید و به نظرتان خوانایی آن کاهش یافته، می‌توانید در C# 9.0 به صورت زیر عمل کنید:
Person person = new();
در این حالت ابتدا نوع متغیر و یا شیء ذکر می‌شود. سپس در جائیکه قرار است new صورت گیرد، دیگر نیازی به تکرار آن نیست که به آن «Improved Target Typing» هم گفته می‌شود.


Target Typing و پارامترهای سازنده‌ی کلاس‌ها در C# 9.0

در مثال فوق، کلاس PersonWithCtor به همراه یک سازنده‌ی پارامتردار تعریف شده‌است. در این حالت Target Typing آن به صورت زیر خواهد بود:
Person person = new("User 1");
و یا نمونه‌ای از آن در حین تعریف مقادیر اولیه‌ی Listها است:
var personList = new List<Person>
        {
            new ("User 1"),
            new ("User 2"),
            // ...
        };
و یا حتی در حین تعریف پارامترهای یک متد نیز می‌توان از target typing استفاده کرد و تنها به ذکر new بسنده نمود:
public void Adopt(Person p)
{
    //...
}

public void CallerMethod()
{
    this.Adopt(new Person("User 1"));
    // C# 9.0
    this.Adopt(new("User 1"));
}
نمونه‌ی دیگری از این مثال را در حین مقدار دهی پارامتر دوم متد XmlReader.Create، در اینجا مشاهده می‌کنید:
XmlReader.Create(reader, new XmlReaderSettings() { IgnoreWhitespace = true });
// C# 9.0
XmlReader.Create(reader, new() { IgnoreWhitespace = true });


Target Typing و استفاده از خواص کلاس‌ها در C# 9.0

در همان مثال اول، اگر بخواهیم خاصیت FirstName را مقدار دهی کنیم و همچنین از Target Typing نیز استفاده کنیم ... روش زیر کامپایل نخواهد شد:
Person person = new
{
   FirstName = "User 2"
};
علت اینجا است که شیء‌ای که پس از علامت انتساب قرارگرفته‌است، یک anonymous object است و قابلیت انتساب به نوع Person را ندارد. در این حالت تنها کافی است ذکر () را پس از new، فراموش نکرد؛ تا قطعه کد زیر بدون مشکل کامپایل شود:
Person person = new()
{
   FirstName = "User 2"
};


امکان استفاده‌ی از Target typing با فیلدها در C# 9.0

امکان تعریف var با فیلدهای یک کلاس در زبان #C وجود ندارد. به همین جهت مجبور هستیم یک چنین تعاریف طولانی را در سطح کلاس‌ها داشته باشیم:
private ConcurrentDictionary<string, ObservableList<Cat>> _catsBefore = new ConcurrentDictionary<string, ObservableList<Cat>>();
اما با ارائه‌ی C# 9.0، می‌توان از target typing بر روی فیلدها نیز استفاده کرد و قطعه کد فوق را به صورت زیر خلاصه کرد:
private ConcurrentDictionary<string, ObservableList<Cat>> _cats = new(); // C# 9.0
این نکته در مورد مقدار دهی اولیه‌ی خواص نیز صدق می‌کند:
public ObservableCollection<Friend> Friends { get; } = new();


امکان ترکیب null-coalescing operator با target typing در C# 9.0

null-coalescing operator یا همان ?? به این معنا است که اگر متغیر سمت چپ آن نال نبود، همان مقدار درنظر گرفته شود و اگر نال بود، متغیر سمت راست آن بازگشت داده شود. در این حالت مثال زیر را در نظر بگیرید که در آن سگ و گربه از نوع پایه‌ی حیوان تعریف شده‌اند:
public interface IAnimal
{
}

public class Dog : IAnimal
{
}

public class Cat : IAnimal
{
}
در اینجا می‌خواهیم اگر برای مثال cat نال بود، حاصل عملگر ?? به متغیری از نوع IAnimal قابل انتساب باشد:
Cat cat = null;
Dog dog = new();
IAnimal animal = cat ?? dog;
یک چنین کاری در نگارش‌های پیشین #C مجاز نیست؛ اما در C# 9.0، چون target typeهای تعریف شده، قابل تبدیل به هم هستند، کامپایلر آن‌را بدون مشکل کامپایل می‌کند (البته قرار است در نگارش نهایی آن این امر محقق شود؛ هنوز نه!).


دانستنی‌هایی در مورد Target Typing

- نوشتن ()throw new مجاز است و نوع پیش‌فرض آن، System.Exception در نظر گرفته می‌شود.
- در حالت کار با tuples، نوشتن new اضافی است:
(int a, int b) t = new(1, 2); // "new" is redundant
و همچنین اگر پارامترهای آن ذکر نشوند، با مقدار پیش‌فرض آن نوع جایگزین خواهند شد:
(int a, int b) t = new(); // OK; same as (0, 0)


محدودیت‌های Target Typing در C# 9.0

- امکان نوشتن ()var dog = new وجود ندارد؛ چون نوع سمت راست این انتساب دیگر قابل حدس زدن نیست. نمونه‌ی دیگر آن anonymous type properties است؛ مانند new { Prop = new() } که در آن برای مثال نوع خاصیت Prop قابل حدس زدن نیست.
- target typing با binary operators قابل استفاده نیست.
- به عنوان ref قابل استفاده نیست.
مطالب دوره‌ها
اصل معکوس سازی وابستگی‌ها
پیش از شروع این سری نیاز است با تعدادی از واژه‌های بکار رفته در آن به اختصار آشنا شویم؛ از این واژه‌ها به کرات استفاده شده و در طول دوره به بررسی جزئیات آن‌ها خواهیم پرداخت:

1) Dependency inversion principle یا DIP (اصل معکوس سازی وابستگی‌ها)
DIP یکی از اصول طراحی نرم افزار است و D آن همان D معروف SOLID است (اصول پذیرفته شده شیءگرایی).

2) Inversion of Control یا IOC (معکوس سازی کنترل)
الگویی است که نحوه پیاده سازی DIP را بیان می‌کند.

3) Dependency injection یا DI (تزریق وابستگی‌ها)
یکی از روش‌های پیاده سازی IOC است.

4) IOC container
به فریم ورک‌هایی که کار DI را انجام می‌دهند گفته می‌شود.


Dependency inversion principle چیست؟

اصل معکوس سازی وابستگی‌ها به این معنا است که بجای اینکه ماژول‌های سطح پایین سیستم، رابط‌های قابل استفاده‌ای از خود را در اختیار سطوح بالاتر سیستم قرار دهند، ماژول‌های قرار گرفته در سطوحی بالاتر، اینترفیس‌هایی را تعریف می‌کنند که توسط ماژول‌های سطح پایین پیاده سازی خواهند شد.
همانطور که ملاحظه می‌کنید به این ترتیب وابستگی‌های سیستم معکوس خواهند شد. نمونه‌ای از عدم استفاده از این طراحی را در دنیای واقعی به صورت رومزه با آن‌ها سر و کار داریم؛ مانند وسایل الکترونیکی قابل حملی که نیاز به شارژ مجدد دارند. برای مثال تلفن‌های همراه، دوربین‌های عکاسی دیجیتال و امثال آن.


هر کدام از این‌ها، رابط‌های اتصالی متفاوتی دارند. یکی USB2، یکی USB3 دیگری Mini USB و بعضی‌ها هم از پورت‌های دیگری استفاده می‌کنند. چون هر کدام از لایه‌های زیرین سیستم (در اینجا وسایل قابل شارژ) رابط‌های اتصالی مختلفی را ارائه داده‌اند، برای اتصال آن‌ها به منبع قدرت که در سطحی بالاتر قرار دارد، نیاز به تبدیلگرها و درگاه‌های مختلفی خواهد بود.
اگر در این نوع طراحی‌ها، اصل معکوس سازی وابستگی‌ها رعایت می‌شد، درگاه و رابط اتصال به منبع قدرت باید تعیین کننده نحوه طراحی اینترفیس‌های لایه‌های زیرین می‌بود تا با این آشفتگی نیاز به انواع و اقسام تبدیلگرها، روبرو نمی‌شدیم.


اگر وابستگی‌ها معکوس نشوند مطابق تصویر فوق، کلاس سطح بالایی را خواهیم داشت که به اینترفیس کلاس‌های سطح پایین وابسته است. البته در اینجا اینترفیس یک کلمه عمومی است و بیشتر نحوه در معرض دید و استفاده قرار دادن اعضای یک کلاس مد نظر بوده است تا اینکه مثلا الزاما اینترفیس‌های زبان خاصی مدنظر باشند.
مشکلی که در این حالت به زودی بروز خواهد کرد، افزایش کلاس‌های سطح پایین و بیشتر شدن وابستگی کلاس‌های سطح بالا به آن‌ها است. به این ترتیب قابلیت استفاده مجدد خود را از دست خواهند داد.


در تصویر فوق حالتی را مشاهده می‌کنید که وابستگی‌ها معکوس شده‌اند. تغییر مهمی که در اینجا نسبت به حالت قبل رخ داده است، بالا بردن اینترفیس، به بالای خط میانی است که در تصویر مشخص گردیده است. این خط، معرف تعریف لایه‌های مختلف سیستم است. به عبارتی کلاس‌های سطح بالا در لایه دیگری نسبت به کلاس‌های سطح پایین قرار دارند. در اینجا اجازه داده‌ایم تا کلاس لایه بالایی اینترفیس مورد نیاز خود را تعریف کند. این نوع اینترفیس‌ها در زبان سی شارپ می‌توانند یک کلاس Abstract و یا حتی یک Interface متداول باشند.
با معکوس شدن وابستگی‌ها، لایه سطح بالا است که به لایه زیرین عنوان می‌کند: تو باید این امکانات را در اختیار من قرار دهی تا بتوانم کارم را انجام دهم.


اکنون اگر در یک سیستم واقعی تعداد کلاس‌های سطح پایین افزایش پیدا کنند، نیازی نیست تا کلاس سطح بالا تغییری کند. کلاس‌های سطح پایین تنها باید عملکردهای تعیین شده در اینترفیس را پیاده سازی کنند. و این برخلاف حالتی است که وابستگی‌ها معکوس نشده‌اند:



تاریخچه اصل معکوس سازی وابستگی‌ها

اصل معکوس سازی وابستگی‌ها در نشریه C++ Report سال 1996 توسط شخصی به نام Bob Martin (معروف به Uncle Bob!) برای اولین بار مطرح گردید. ایشان همچنین یکی از آغاز کنندگان گروهی بود که مباحث Agile را ارائه کردند. به علاوه ایشان برای اولین بار مباحث SOLID را در دنیای شیءگرایی معرفی کردند (همان مباحث معروف هر کلاس باید تک مسئولیتی باشد، باز باشد برای توسعه، بسته برای تغییر و امثال آن که ما در این سری مباحث قسمت D آن‌را در حالت بررسی هستیم).

مطابق تعاریف Uncle Bob:
الف) ماژول‌های سطح بالا نباید به ماژول‌های سطح پایین وابسته باشند. هر دوی این‌ها باید به Abstraction وابسته باشند.
ب) Abstraction نباید وابسته به جزئیات باشد. جزئیات (پیاده سازی‌ها) باید وابسته به Abstraction باشند.


مثال برنامه کپی

اگر به مقاله Uncle Bob مراجعه کنید، یکی از مواردی را که عنوان کرده‌اند، یک برنامه کپی است که می‌تواند اطلاعات را از صفحه کلید دریافت و در یک چاپگر، چاپ کند.


حال اگر به این مجموعه، ذخیره سازی اطلاعات بر روی دیسک سخت را اضافه کنیم چطور؟ به این ترتیب سیستم با افزایش وابستگی‌ها، پیچیدگی و if و elseهای بیشتری را خواهد یافت؛ از این جهت که سطح بالایی سیستم به صورت مستقیم وابسته خواهد بود به ماژول‌های سطح پایین آن.
روشی را که ایشان برای حل این مشکل ارائه داده‌اند، معکوس کردن وابستگی‌ها است:


در اینجا سطح بالایی سیستم وابسته است به یک سری تعاریف Abstract خواندن و یا نوشتن؛ بجای وابستگی مستقیم به پیاده سازی‌های سطح پایین آن‌ها.
در این حالت اگر تعداد Readers و یا Writers افزایش یابند، باز هم سطح بالایی سیستم نیازی نیست تغییر کند زیرا وابسته است به یک اینترفیس و نه پیاده سازی آن که محول شده است به لایه‌های زیرین سیستم.
این مساله بر روی لایه بندی سیستم نیز تاثیرگذار است. در روش متداول برنامه نویسی، لایه بالایی به صورت مستقیم متدهای لایه‌های زیرین را صدا زده و مورد استفاده قرار می‌دهد. به این ترتیب هر تغییری در لایه‌های مختلف، بر روی سایر لایه‌ها به شدت تاثیرگذار خواهد بود. اما در حالت معکوس سازی وابستگی‌ها، هر کدام از لایه‌های بالاتر، از طریق اینترفیس از لایه زیرین خود استفاده خواهد کرد. در این حالت هرگونه تغییری در لایه‌های زیرین برنامه تا زمانیکه اینترفیس تعریف شده را پیاده سازی کنند، اهمیتی نخواهد داشت.


مثال برنامه دکمه و لامپ

مثال دیگری که در مقاله Uncle Bob ارائه شده، مثال برنامه دکمه و لامپ است. در حالت متداول، یک دکمه داریم که وابسته است به لامپ. برای مثال وهله‌ای از لامپ به دکمه ارسال شده و سپس دکمه آن‌را کنترل خواهد کرد (خاموش یا روشن). مشکلی که در اینجا وجود دارد وابستگی دکمه به نوعی خاص از لامپ است و تعویض یا استفاده مجدد از آن به سادگی میسر نیست.
راه حلی که برای این مساله ارائه شده، ارائه یک اینترفیس بین دکمه و لامپ است که خاموش و روشن کردن در آن تعریف شده‌اند. اکنون هر لامپی (یا هر وسیله الکتریکی دیگری) که بتواند این متدها را ارائه دهد، در سیستم قابل استفاده خواهد بود.