مطالب
برنامه ریزی به روش چابک

شاید شما هم مثل من فکر می‌کنید، به اندازه‌ای که درحرفه یا زندگی شخصی خود زحمت می‌کشید، نتیجه نمی‌گیرید! چندی پیش کتابی خواندم از آقای J.D Meier  (مهندس نرم افزار و مدیر پروژه در شرکت مایکروسافت) که نحوه‌ی برنامه ریزی و زمان بندی من در کار و زندگی ام را به طور شگفت آوری متحول کرد. به همین دلیل به این فکر افتادم که در قالب چند مقاله به معرفی روش ایشان که یک روش بسیار آسان برای گرفتن نتایج بهتر و سریع‌تر در کار و زندگی است، بپردازم. امیدوارم همانطور که من این روش را مفید و کاربردی یافتم، برای خوانندگان این مقاله هم تأثیرگزار باشد.

این مدل که روش چابک ( Agile way ) نام دارد برپایه چهار اصل اساسی  به نام‌های قانون سه تایی، دیدگاه شنبه، خروجی روزانه و بازخورد پنجشنبه شکل گرفته است که درادامه به توضیح هریک از این اصول پرداخته شده است.

1)  قانون سه تایی:

این قانون یک قانون ساده است و به شما کمک میکند تا در زمانی که خیلی پرمشغله هستید، با یک روش ساده بتوانید به کارهای خود سروسامان دهید و در زمان کوتاه به بهترین نتایج دلخواه‌تان دست یابید.

قانون سه تایی یعنی به صورت سه تایی فکر کردن. به این معنی که شما سه نتیجه‌ای را که مایل هستید در انتهای یک روز، یک هفته یا یک ماه بدست آورید را مشخص می‌کنید. با این سیستم  سه در سه (3 x 3) شما نقشه آنچه را که می‌خواهید به دست آورید، به صورت خیلی ساده و سریع در مجموعه‌های سه تایی طراحی می‌کنید که به راحتی قابل بخاطر سپردن و ویرایش سریع است.

داشتن یک برنامه‌ی هفتگی، قلب مدل "روش چابک" است. الگوی برنامه‌ی هفتگی در این روش براساس دیدگاه شنبه، خروجی روزانه، بازخورد پنجشنبه و با کمک قانون سه تایی بنا شده است.  جدول زیر نحوه طراحی و برنامه ریزی در این روش را نشان می‌دهد.

این مدل به شما این اجازه را می‌دهد که در هر روز و هرهفته یک شروع جدید داشته باشید و بدین صورت  از یک طرف یک برنامه ریزی دقیق، قابل اعتماد و از طرفی دیگر قابل انعطاف برای کار و زندگی روزمره خود داشته باشید.

2) دیدگاه شنبه

  در این مدل در روز شنبه (اولین روز هفته) سه نتیجه‌ای را که مایل هستید در آخر هفته به دست بیاورید را مشخص می‌کنید. به طور مثال شما می‌خواهید طراحی اسلایدهای مربوط به جلسه‌ی هفته آینده را تا آخر هفته جاری به اتمام برسانید و یا مایل هستید که پس از یک هفته تمرین، به راحتی بتوانید دو مایل را در روز بدوید.

3) خروجی روزانه

 در این مرحله، به صورت روزانه سه دستاوردی را که مایل هستید در انتهای یک روز داشته باشید را مشخص می‌کنید. به طورمثال در ارتباط با طراحی اسلایدهای جلسه آینده، شما می‌خواهید در پایان روز اسلایدهای مربوط به فاز اول پروژه را تکمیل کرده باشید و یا به طور مثال در ارتباط با رکورد دویدن، شما هدف هفت‌صد متر را برای خود در روز مشخص می‌کنید. به طور طبیعی خواهید دید که سه خروجی که برای هر روز خود در نظر می‌گیرید، باید در راستای سه دستاوردی باشند که برای هفته‌ی خود مشخص کرده‌اید.

4) بازتاب پنجشنبه

در روز پنجشنبه شما این امکان را دارید که یک قدم به عقب برگردید و نگاهی به برنامه ریزی هفته و دستاوردهای حاصل از آن بیاندازید و ازخودتان بپرسید «کدام  سه فعالیت  هستتد که باید بیشتر بر روی آن کار کنم؟» و «کدام  سه فعالیت هستند که به خوبی پیش رفته اند؟». با این روش شما یاد می‌گیرید ظرفیتهای خود را شناسایی کرده و به صورتی شفاف مشخص کنید کدام فعالیتها نیاز به تمرکز، وقت و انرژی بیشتری دارند. 

نکته کلیدی: در روش چابک، نکته‌ی کلیدی این است که موفقیت‌های خود را حتی اگر بسیار کوچک هم باشند، جشن بگیرید. به این دلیل که شما کار یا فعالیتی مشخص شده را خواه اینکه کوچک یا بزرگ باشد، به طور کامل انجام داده‌اید. توجه کنید که این به نوع نگاه شما بستگی دارد که بتوانید سه نتیجه‌ی مورد نظر خود در هفته و روز را بر اساس اولویت‌های خود و به صورت درست انتخاب کنید. بازتاب پنجشنبه به شما این امکان را می‌دهد که اولویت‌های خود را بازبینی و اصلاح کنید و از این بازخورد برای طراحی و برنامه ریزی هفته آینده و روزهای آتی استفاده کنید.

نقاط جوش

در جدول برنامه ریزی مدل چابک ستونی به نام نقاط جوش ( hot spots ) گنجانده شده است. اگر مسایل مهم زندگی خود را در نظر بگیرید، احتمالاً آنها جزء یکی از مسایل مربوط به تفکرات و یا جسم شما، مسایل احساسی ویا مالی، معاشرت با دیگران و تفریحات خواهند بود. نقاط جوش زندگی در حقیقت بخش هایی از زندگی شما هستند که شما بر روی آنها تمرکز بیشتری دارید و به طور ساده آنها می‌توانند بیانگر درد و رنج فراوان، یا موفقیت‌ها و موقعیت‌های فراوان برای شما باشند. نکته‌ی مهم این است که این نقاط جوش هرچه باشند، بخش‌های مهمی در زندگی شما، از نظر شما هستند.

سعی کنید یک لیست از نقاط جوش زندگی خود تهیه کنید. مثلا لذت بردن از زندگی، داشتن اندامی متناسب، به پایان رساندن یک مقطع تحصیلی، ارتقا یافتن در محل کار و یا داشتن یک رابطه خوب، می‌تواند مثالهایی از نقاط جوش زندگی باشند. مشخص کردن این نقاط جوش به شما کمک می‌کنند تا بتوانید بین کار، زندگی شخصی، مسایل مالی و سرگرمی، یک تعادل ایجاد کنید. به این معنی که به صورت متعادل و منصفانه، انرژی، زمان و تمرکز خود را صرف آنها کنید. به این نکته توجه کنید که وقتی به صورت متعادل بر روی هریک از نقاط جوش زندگی خود سرمایه گزاری می‌کنید، به طور ضمنی توانایی خود را برای رویارویی با اتفاقات جدید در تمام زمینه‌های یاد شده در بالا، افزایش می‌دهید. علاوه براین، اگر در یکی از زمینه‌ها مثلا زندگی شخصی خود به اندازه‌ی کافی سرمایه گزاری نکنید، تاثیرات منفی آن را در محیط کار و حرفه‌ی خود مشاهده خواهید کرد.

خلاصه‌ی مطلب

1) قانون سه تایی به عنوان یک روش ساده برای جلوگیری از بی نظمی و هرج ومرج و به سرانجام رساندن کارهای موردنظر با کیفیت بالا در مدت زمان مناسب به کار می‌رود.

2) ابتدا سه نقطه‌ی جوش را در زندگی خود انتخاب کنید. سه نتیجه‌ی کلی و نهایی را برای هریک، براساس اولویت‌ها و اهمیت آنها مشخص کنید. به طور مثال این سوال را از خود بپرسید که دوست دارید در سال آینده در هر یک از این بخشهای زندگی خود، چه دستاوردی را داشته باشید.

3) انتخاب سه دستاورد دلخواه را به صورت ماهیانه، هفتگی و روزانه تکرار کنید. توجه کنید که خروجی هر روز باید در راستای خروجی هفته و خروجی هر هفته در راستای خروجی هر ماه، باشد.

4)  در پایان هر هفته کارهای انجام شده را با خروجی مورد انتظار مقایسه کنید. مشخص کنید که چه کارهایی خوب پیش رفته اند و چه کارهایی نیاز به وقت، تمرکز و یا زمان بیشتری نیاز دارند و از اطلاعات و بازخورد به دست آمده برای برنامه ریزی هفته‌ی آینده استفاده کنید.

در مقالات آینده درباره اینکه چطور به صورت بهینه و کارآمد دیدگاه‌های هفتگی و خروجی‌های روزانه را مشخص و برنامه ریزی کنیم صحبت خواهیم کرد. 
بازخوردهای دوره
آشنایی با AOP Interceptors
- سؤال شما این بود که در کلاس اصلی من، در متدی داخل آن، با چند صدهزار رکورد کار انجام می‌شود. پاسخ این است که اصلا این پروکسی ایجاد شده ربطی به داخل متد شما ندارد. کاری به وهله سازی‌های انجام شده داخل آن نیز ندارد. invocation.Proceed یعنی این متد رو اجرا کن؛ نه اینکه هر وهله‌ای که داخل آن متد قرار می‌گیرد را نیز با پروکسی مزین کن.
- تمام ORMها برای پیاده سازی مباحث Lazy loading یک شیء پروکسی را از شیء اصلی شما ایجاد می‌کنند. نمونه‌اش را شاید با EF Code first با نام‌های خودکاری مانند ClassName_00394CF1F92740F13E3 دیده باشید؛ NHibernate هم یک زمانی از همین Castle.Core برای تدارک پروکسی‌های اشیاء استفاده می‌کرد. سربار آن در حین ایجاد چندین هزار وهله از یک شیء، در حد همان کار با ORMهایی است که هر روزه از آن‌ها استفاده می‌کنید (اگر می‌خواهید یک حسی از این قضیه داشته باشید).
مطالب
بازسازی کد: ارتباط یک طرفه و دو طرفه بین کلاس ها
در طراحی شیء گرا، ارتباط کلاس‌ها امری عادی است. در صورتیکه فقط یکی از کلاس‌ها نیاز به شیء کلاس دیگری را داشته باشد، این ارتباط یک طرفه نامیده می‌شود و زمانیکه هر دو کلاس به اشیاء یکدیگر نیاز داشته باشند، دو طرفه نامیده می‌شود.
زمانیکه ارتباطی به صورت یک طرفه پیاده سازی شده باشد، ممکن است پس از مدتی نیاز به ارتباط برعکس بین کلاس‌ها بوجود بیاید. در این صورت ارتباط دوطرفه را با اضافه کردن یک خصوصیت ایجاد می‌کنیم. به طور مثال نرم افزاری را در نظر بگیرید که در آن دو موجودیت مشتری و سفارش وجود دارند و این موجودیت‌ها به صورت زیر طراحی شده‌اند:   

 
public class Customer 
{ 
    public string Name { get; set; } 
} 
public class Order 
{ 
    public Customer Customer { get; set; } 
}
در این طراحی، از شیء سفارش می‌توان در صورت نیاز به شیء مشتری مربوط به آن رسید. اما با در دست داشتن شیء مشتری، نمی‌توان به سفارش‌های آن دسترسی داشت؛ زیرا رفرنسی به سفارش در آن وجود ندارد. به عبارتی طراحی بالا نمایانگر شرایطی است که در آن زمان ثبت قرارداد می‌توانیم مشتری جدیدی را نیز ایجاد کنیم.
در صورت نیاز به ارتباط دوطرفه، برای ایجاد آن در این شرایط، خصوصیتی را که نشان دهنده سفارشات مشتری باشد، به کلاس مشتری اضافه می‌کنیم. در نتیجه، طراحی به صورت زیر تغییر می‌کند. این شرایط ممکن است زمانی بوجود بیاید که نیاز داریم با در دست داشتن شیء یک مشتری بتوانیم سفارشات مورد نظر وی را ایجاد کنیم. 

public class Customer 
{ 
    public string Name { get; set; } 
    public ICollection<Order> Orders { get; set; } 
} 
public class Order 
{ 
    public Customer Customer { get; set; } 
}

همان طور که با مثالهای آورده شده قابل مشاهده است، تصمیم به استفاده از ارتباط یک طرفه یا دوطرفه، تصمیمی صرفا فنی نیست و به شرایط قواعد کسب و کار نیز ارتباط می‌یابد. 

اگر از ORM در طراحی لایه دسترسی داده استفاده شود، معمولا ارتباط‌های دوطرفه در نگاه اول مشکل ساز به نظر نمی‌رسند، یا حتی لازم خواهند بود (برای استفاده از امکانات mapping بر اساس قرارداد). اما ارتباطات دو طرفه معمولا امکان دسترسی به اقلام اطلاعاتی را بدون در نظر گرفتن قواعد کسب و کاری لازم، بوجود می‌آورند. یکی از اشکالات اصلی طراحی با ارتباط دو طرفه ارتباط بیش از اندازه کلاس‌ها با یکدیگر است. در این صورت ممکن است تغییر در یک کلاس، به کلاس‌های دیگری نفوذ کند که این مورد خود یک الگوی کد بد بو است.

عموما با توجه به هزینه‌ای که ارتباط دو طرفه ایجاد می‌کند، بهتر است استفاده از آن، تا آخرین لحظه نیاز به تعویق بیفتد و اولویت طراحی با ارتباط یک طرفه باشد.  

بازخوردهای دوره
آشنایی با نحوه ایجاد یک IoC Container
پاسخ به این سؤال نیاز به مطالعه قسمت‌های بعدی دارد. 
- هدف از قسمت جاری آشنایی اولیه با مراحل ابتدایی کار با یک IoC Container است.
- در حالت اول هنوز شما هستید که مسئول وهله سازی‌های اولیه می‌باشید و کار وهله سازی را به لایه‌ای دیگر واگذار نکرده‌اید.
- در کد حالت اول نمی‌شود این وابستگی ارسالی به سازنده کلاس را به سادگی تعویض کرد. در حالیکه با استفاده از یک IoC container فقط کافی است تنظیمات اولیه نگاشت‌های آن‌را مشخص کنیم تا نوع کلاسی که باید در سازنده‌ها تزریق شوند مشخص شود. مزیت اینکار ساده‌تر شدن نوشتن آزمون‌های واحد و تهیه کلاس‌های Fake است؛ بدون نیازی به تغییری حتی در حد یک سطر در کدهای اصلی برنامه.
- در مورد وهله سازی خودکار چند سطح وابستگی‌ها، در قسمت‌های بعد تحت عنوان Object graph بیشتر بحث شده است و مثال زده شده. همیشه با یک کلاس ساده ویزا مانند مثال فوق سر و کار نداریم. عموما با سرویس‌هایی سر و کار داریم که خودشان نیز از سرویس‌های دیگری استفاده می‌کنند. برای مثال یک سرویس ارسال ایمیل از سرویس کاربران برای دریافت ایمیل‌های کاربران کمک می‌گیرد. وهله سازی تمام این وابستگی‌ها را در چند سطح می‌شود با استفاده از IoC Containers خودکار کرد و به کد‌های نهایی بسیار تمیزتری رسید.
- در حالت اول، طول عمر یک شیء را نمی‌شود مشخص کرد (یا حداقل نیاز به کد نویسی قابل توجهی دارد). برای مثال با استفاده از یک IoC Container می‌شود وهله ایجاد شده را Singleton کرد تا در سراسر برنامه یک وهله از آن استفاده شود یا حتی می‌شود در طول یک درخواست رسیده وب، یک وهله را در اختیار تمام کلاس‌های درگیر قرار داد. به این ترتیب به سربار کمتری در حالت‌های خاصی مانند وهله سازی ObjectContext یا DbContext در EF خواهیم رسید.
- زمان استفاده از IoC Containerها کارهای فراتری از تزریق وابستگی‌ها را هم می‌شود انجام داد. برای مثال فراخوانی‌های متدها را هم تحت نظر قرار داد (برنامه نویسی AOP یا جنبه گرا) و مثلا بدون نوشتن کد اضافه‌ای در برنامه، خروجی متدها را کش کرد. AOP یک سری بحث مفصل را در طی یک دوره جدا به همراه دارد.

مطالب
درخت‌ها و گراف‌ها قسمت سوم
همانطور که در قسمت قبلی گفتیم، در این قسمت قرار است به پیاده سازی درخت جست و جوی دو دویی مرتب شده بپردازیم. در مطلب قبلی اشاره کردیم که ما متدهای افزودن، جستجو و حذف را قرار است به درخت اضافه کنیم و برای هر یک از این متدها توضیحاتی را ارائه خواهیم کرد. به این نکته دقت داشته باشید درختی که قصد پیاده سازی آن را داریم یک درخت متوازن نیست و ممکن است در بعضی شرایط کارآیی مطلوبی نداشته باشد.
همانند مثال‌ها و پیاده سازی‌های قبلی، دو کلاس داریم که یکی برای ساختار گره است <BinaryTreeNode<T و دیگری برای ساختار درخت اصلی <BinaryTree<T.
کلاس BinaryTreeNode که در پایین نوشته شده‌است بعدا داخل کلاس BinaryTree قرار خواهد گرفت:
internal class BinaryTreeNode<T> :
    IComparable<BinaryTreeNode<T>> where T : IComparable<T>
{
    // مقدار گره
    internal T value;
 
    // شامل گره پدر
    internal BinaryTreeNode<T> parent;
 
    // شامل گره سمت چپ
    internal BinaryTreeNode<T> leftChild;
 
    // شامل گره سمت راست
    internal BinaryTreeNode<T> rightChild;
 
    /// <summary>سازنده</summary>
    /// <param name="value">مقدار گره ریشه</param>
    public BinaryTreeNode(T value)
    {
        if (value == null)
        {
            // از آن جا که نال قابل مقایسه نیست اجازه افزودن را از آن سلب می‌کنیم
            throw new ArgumentNullException(
                "Cannot insert null value!");
        }
 
        this.value = value;
        this.parent = null;
        this.leftChild = null;
        this.rightChild = null;
    }
 
    public override string ToString()
    {
        return this.value.ToString();
    }
 
    public override int GetHashCode()
    {
        return this.value.GetHashCode();
    }
 
    public override bool Equals(object obj)
    {
        BinaryTreeNode<T> other = (BinaryTreeNode<T>)obj;
        return this.CompareTo(other) == 0;
    }
 
    public int CompareTo(BinaryTreeNode<T> other)
    {
        return this.value.CompareTo(other.value);
    }
}
تکلیف کدهای اولیه که کامنت دارند روشن است و قبلا چندین بار بررسی کردیم ولی کدها و متدهای جدیدتری نیز نوشته شده‌اند که آن‌ها را بررسی می‌کنیم:
ما در مورد این درخت می‌گوییم که همه چیز آن مرتب شده است و گره‌ها به ترتیب چیده شده اند و اینکار تنها با مقایسه کردن گره‌های درخت امکان پذیر است. این مقایسه برای برنامه نویسان از طریق یک ذخیره در یک ساختمان داده خاص یا اینکه آن را به یک نوع Type قابل مقایسه ارسال کنند امکان پذیر است. در سی شارپ نوع قابل مقایسه با کلمه‌های کلیدی زیر امکان پذیر است:
T : IComparable<T>
در اینجا T می‌تواند هر نوع داده‌ای مانند Byte و int و ... باشد؛ ولی علامت : این محدودیت را اعمال می‌کند که کلاس باید از اینترفیس IComparable ارث بری کرده باشد. این اینترفیس برای پیاده‌سازی تنها شامل تعریف یک متد است به نام (CompareTo(T obj که عمل مقایسه داخل آن انجام می‌گردد و در صورت بزرگ بودن شیء جاری از آرگومان داده شده، نتیجه‌ی برگردانده شده، مقداری مثبت، در حالت برابر بودن، مقدار 0 و کوچکتر بودن مقدارمنفی خواهد بود. شکل تعریف این اینترفیس تقریبا چنین چیزی باید باشد:
public interface IComparable<T>
{
    int CompareTo(T other);
}
نوشتن عبارت بالا در جلوی کلاس، به ما این اطمینان را می‌بخشد که که نوع یا کلاسی که به آن پاس می‌شود، یک نوع قابل مقایسه است و از طرف دیگر چون می‌خواهیم گره‌هایمان نوعی قابل مقایسه باشند <IComparable<T را هم برای آن ارث بری می‌کنیم.
همچنین چند متد دیگر را نیز override کرده‌ایم که اصلی‌ترین آن‌ها GetHashCode و Equal است. موقعی که متد CompareTo مقدار 0 بر می‌گرداند مقدار برگشتی Equals هم باید True باشد.
... و یک نکته مفید برای خاطرسپاری اینکه موقعیکه دو شیء با یکدیگر برابر باشند، کد هش تولید شده آن‌ها نیز با هم برابر هستند. به عبارتی اشیاء یکسان کد هش یکسانی دارند. این رفتار سبب می‌شود که که بتوانید مشکلات زیادی را که در رابطه با مقایسه کردن پیش می‌آید، حل نمایید. 

پیاده سازی کلاس اصلی BinarySearchTree
مهمترین نکته در کلاس زیر این مورد است که ما اصرار داشتیم، T باید از اینترفیس IComparable مشتق شده باشد. بر این حسب ما می‌توانیم با نوع داده‌هایی چون int یا string کار کنیم، چون قابل مقایسه هستند ولی نمی‌توانیم با  []int یا streamreader کار کنیم چرا که قابل مقایسه نیستند.
public class BinarySearchTree<T>    where T : IComparable<T>
{
    /// کلاسی که بالا تعریف کردیم
    internal class BinaryTreeNode<T> :
        IComparable<BinaryTreeNode<T>> where T : IComparable<T>
    {
        // …
    }
 
    /// <summary>
    /// ریشه درخت
    /// </summary>
    private BinaryTreeNode<T> root;
 
    /// <summary>
    /// سازنده کلاس
    /// </summary>
    public BinarySearchTree()
    {
        this.root = null;
    }
 
//پیاده سازی متدها مربوط به افزودن و حذف و جست و جو
}
در کد بالا ما کلاس اطلاعات گره را به کلاس اضافه می‌کنیم و یه سازنده و یک سری خصوصیت رابه آن اضافه کرده ایم.در این مرحله گام به گام هر یک از سه متد افزودن ، جست و جو و حذف را بررسی می‌کنیم و جزئیات آن را توضیح می‌دهیم.

افزودن یک عنصر جدید
افزودن یک عنصر جدید در این درخت مرتب شده، مشابه درخت‌های قبلی نیست و این افزودن باید طوری باشد که مرتب بودن درخت حفظ گردد. در این الگوریتم برای اضافه شدن عنصری جدید، دستور العمل چنین است: اگر درخت خالی بود عنصر را به عنوان ریشه اضافه کن؛ در غیر این صورت مراحل زیر را نجام بده:
  • اگر عنصر جدید کوچکتر از ریشه است، با یک تابع بازگشتی عنصر جدید را به زیر درخت چپ اضافه کن.
  • اگر عنصر جدید بزرگتر از ریشه است، با یک تابع بازگشتی عنصر جدید را به زیر درخت راست اضافه کن.
  • اگر عنصر جدید برابر ریشه هست، هیچ کاری نکن و خارج شو.

پیاده سازی الگوریتم بالا در کلاس اصلی:
public void Insert(T value)
{
    this.root = Insert(value, null, root);
}
 
/// <summary>
/// متدی برای افزودن عنصر به درخت
/// </summary>
/// <param name="value">مقدار جدید</param>
/// <param name="parentNode">والد گره جدید</param>
/// <param name="node">گره فعلی که همان ریشه است</param>
/// <returns>گره افزوده شده</returns>
private BinaryTreeNode<T> Insert(T value,
        BinaryTreeNode<T> parentNode, BinaryTreeNode<T> node)
{
    if (node == null)
    {
        node = new BinaryTreeNode<T>(value);
        node.parent = parentNode;
    }
    else
    {
        int compareTo = value.CompareTo(node.value);
        if (compareTo < 0)
        {
            node.leftChild =
                Insert(value, node, node.leftChild);
        }
        else if (compareTo > 0)
        {
            node.rightChild =
                Insert(value, node, node.rightChild);
        }
    }
 
    return node;
}
متد درج سه آرگومان دارد، یکی مقدار گره جدید است؛ دوم گره والد که با هر بار صدا زدن تابع بازگشتی، گره والد تغییر خواهد کرد و به گره‌های پایین‌تر خواهد رسید و سوم گره فعلی که با هر بار پاس شدن به تابع بازگشتی، گره ریشه‌ی آن زیر درخت است.
در مقاله قبلی اگر به یاد داشته باشید گفتیم که جستجو چگونه انجام می‌شود و برای نمونه به دنبال یک عنصر هم گشتیم و جستجوی یک عنصر در این درخت بسیار آسان است. ما این کد را بدون تابع بازگشتی و تنها با یک حلقه while پیاده خواهیم کرد. هر چند مشکلی با پیاده سازی آن به صورت بازگشتی وجود ندارد.
الگوریتم از ریشه بدین صورت آغاز می‌گردد و به ترتیب انجام می‌شود:
  • اگر عنصر جدید برابر با گره فعلی باشد، همان گره را بازگشت بده.
  • اگر عنصر جدید کوچکتر از گره فعلی است، گره سمت چپ را بردار و عملیات را از ابتدا آغاز کن (در کد زیر به ابتدای حلقه برو).
  • اگر عنصر جدید بزرگتر از گره فعلی است، گره سمت راست را بردار و عملیات را از ابتدا آغاز  کن.
در انتها اگر الگوریتم، گره را پیدا کند، گره پیدا شده را باز می‌گرداند؛ ولی اگر گره را پیدا نکند، یا درخت خالی باشد، مقدار برگشتی نال خواهد بود.

حذف یک عنصر
حذف کردن در این درخت نسبت به درخت دودودیی معمولی پیچیده‌تر است. اولین گام این عمل، جستجوی گره مدنظر است. وقتی گره‌ایی را مدنظر داشته باشیم، سه بررسی زیر انجام می‌گیرد:
  • اگر گره برگ هست و والد هیچ گره‌ای نیست، به راحتی گره مد نظر را حذف می‌کنیم و ارتباط گره والد با این گره را نال می‌کنیم.
  • اگر گره تنها یک فرزند دارد (هیچ فرقی نمی‌کند چپ یا راست) گره مدنظر حذف و فرزندش را جایگزینش می‌کنیم.
  • اگر گره دو فرزند دارد، کوچکترین گره در زیر درخت سمت راست را پیدا کرده و با گره مدنظر جابجا می‌کنیم. سپس یکی از دو عملیات بالا را روی گره انجام می‌دهیم.
اجازه دهید عملیات بالا را به طور عملی بررسی کنیم. در درخت زیر ما می‌خواهیم گره 11 را حذف کنیم. پس کوچکترین گره سمت راست، یعنی 13 را پیدا می‌کنیم و با گره 11 جابجا می‌کنیم.

بعد از جابجایی، یکی از دو عملیات اول بالا را روی گره 11 اعمال می‌کنیم و در این حالت گره 11 که یک گره برگ است، خیلی راحت حذف و ارتباطش را با والد، با یک نال جایگزین می‌کنیم.

/// عنصر مورد نظر را جست و جوی می‌کند و اگر مخالف نال بود گره برگشتی را به تابع حذف ارسال می‌کند
public void Remove(T value)
{
    BinaryTreeNode<T> nodeToDelete = Find(value);
    if (nodeToDelete != null)
    {
        Remove(nodeToDelete);
    }
}
 
private void Remove(BinaryTreeNode<T> node)
{
    //بررسی می‌کند که آیا دو فرزند دارد یا خیر
    // این خط باید اول همه باشد که مرحله یک و دو بعد از آن اجرا شود
    if (node.leftChild != null && node.rightChild != null)
    {
        BinaryTreeNode<T> replacement = node.rightChild;
        while (replacement.leftChild != null)
        {
            replacement = replacement.leftChild;
        }
        node.value = replacement.value;
        node = replacement;
    }
 
    // مرحله یک و دو اینجا بررسی میشه
    BinaryTreeNode<T> theChild = node.leftChild != null ?
            node.leftChild : node.rightChild;
 
    // اگر حداقل یک فرزند داشته باشد
    if (theChild != null)
    {
        theChild.parent = node.parent;
 
        // بررسی می‌کند گره ریشه است یا خیر
        if (node.parent == null)
        {
            root = theChild;
        }
        else
        {
            // جایگزینی عنصر با زیر درخت فرزندش
            if (node.parent.leftChild == node)
            {
                node.parent.leftChild = theChild;
            }
            else
            {
                node.parent.rightChild = theChild;
            }
        }
    }
    else
    {
        // کنترل وضعیت موقعی که عنصر ریشه است
        if (node.parent == null)
        {
            root = null;
        }
        else
        {
            // اگر گره برگ است آن را حذف کن
            if (node.parent.leftChild == node)
            {
                node.parent.leftChild = null;
            }
            else
            {
                node.parent.rightChild = null;
            }
        }
    }
}

در کد بالا ابتدا جستجو انجام می‌شود و اگر جواب غیر نال بود، گره برگشتی را به تابع حذف ارسال می‌کنیم. در تابع حذف اول از همه برسی می‌کنیم که آیا گره ما دو فرزند دارد یا خیر که اگر دو فرزنده بود، ابتدا گره‌ها را تعویض و سپس یکی از مراحل یک یا دو را که در بالاتر ذکر کردیم، انجام دهیم.


دو فرزندی

اگر گره ما دو فرزند داشته باشد، گره سمت راست را گرفته و از آن گره آن قدر به سمت چپ حرکت می‌کنیم تا به برگ یا گره تک فرزنده که صد در صد فرزندش سمت راست است، برسیم و سپس این دو گره را با هم تعویض می‌کنیم.


تک فرزندی

در مرحله بعد بررسی می‌کنیم که آیا گره یک فرزند دارد یا خیر؛ شرط بدین صورت است که اگر فرزند چپ داشت آن را در theChild قرار می‌دهیم، در غیر این صورت فرزند راست را قرار می‌دهیم. در خط بعدی باید چک کرد که theChild نال است یا خیر. اگر نال باشد به این معنی است که غیر از فرزند چپ، حتی فرزند راست هم نداشته، پس گره، یک برگ است ولی اگر مخالف نال باشد پس حداقل یک گره داشته است.

اگر نتیجه نال نباشد باید این گره حذف و گره فرزند ارتباطش را با والد گره حذفی برقرار کند. در صورتیکه گره حذفی ریشه باشد و والدی نداشته باشد، این نکته باید رعایت شود که گره فرزند بری متغیر root که در سطح کلاس تعریف شده است، نیز قابل شناسایی باشد.

در صورتی که خود گره ریشه نباشد و والد داشته باشد، غیر از اینکه فرزند باید با والد ارتباط داشته باشد، والد هم باید از طریق دو خاصیت فرزند چپ و راست با فرزند ارتباط برقرار کند. پس ابتدا برسی می‌کنیم که گره حذفی کدامین فرزند بوده: چپ یا راست؟ سپس فرزند گره حذفی در آن خاصیت جایگزین خواهد شد و دیگر هیچ نوع اشاره‌ای به گره حذفی نیست و از درخت حذف شده است.


بدون فرزند (برگ)

حال اگر گره ما برگ باشد مرحله دوم، کد داخل else اجرا خواهد شد و بررسی می‌کند این گره در والد فرزند چپ است یا راست و به این ترتیب با نال کردن آن فرزند در والد ارتباط قطع شده و گره از درخت حذف می‌شود.


پیمایش درخت به روش DFS یا LVR یا In-Order

public void PrintTreeDFS()
{
    PrintTreeDFS(this.root);
    Console.WriteLine();
}
 

private void PrintTreeDFS(BinaryTreeNode<T> node)
{
    if (node != null)
    {
        PrintTreeDFS(node.leftChild);
        Console.Write(node.value + " ");
        PrintTreeDFS(node.rightChild);
    }
}


در مقاله بعدی درخت دودویی متوازن را که پیچیده‌تر از این درخت است و از کارآیی بهتری برخوردار هست، بررسی می‌کنیم.

مطالب
درخت‌ها و گراف‌ها قسمت پنجم

در ،قسمت قبلی پیاده سازی درخت‌ها را بررسی کردیم و در این قسمت مبحث گراف‌ها را آغاز می‌کنیم .

گراف‌ها یکی از پر اهمیت‌ترین و همچنین پر استفاده‌ترین ساختارها هستند و به خوبی روابط بین تمامی اشیاء را نشان می‌دهند و در عمل تقریبا همه چیز را پشتیبانی می‌کنند. در ادامه متوجه خواهید شد که درخت‌ها، زیر مجموعه‌ای از گراف‌ها هستند و همانطور که می‌دانید لیست‌ها هم زیر مجموعه‌ی درخت‌ها هستند. پس لیست‌ها هم زیر مجموعه‌ی گراف‌ها می‌شوند .

مفهوم پایه‌ای گراف
در این بخش تعدادی از مهمترین خصوصیات گراف‌ها را بررسی می‌کنیم که تعدادی از آن‌ها بسیار شبیه به ساختمان درخت‌هاست، ولی تفاوت‌های زیادی با هم دارند؛ زیرا که درخت، خود نوع متفاوتی از ساختمان گراف‌ها است .

درخت زیر را در نظر بگیرید؛ این درخت هم مانند سایر درخت‌ها با گره‌های شماره دار، نامگذاری شده است که تشخیص آن‌ها را برای ما آسان‌تر می‌سازد. در گراف، به گره‌ها راس یا vertice    هم می‌گویند. هر چند نام گره هم برای آن‌ها به کار برده می‌شود. به فلش‌هایی که به این رئوس اشاره می‌کنند، لبه‌های جهت دار directed edges  گفته می‌شود که در ویکی پدیا و کتب آموزشی فارسی، به آن‌ها یال اطلاق می‌شود . به یال هایی که از هر راس بیرون می‌آیند Predecessor گفته می‌شود که به معنی آغاز کننده است و به راسی که اشاره می‌کند، Successor گویند که به معنی ارث برنده یا جایگزین شناخته می‌شود. در شکل زیر عدد راس 19 آغاز کننده راس 1 است و 1 هم جایگزین یا ارث برنده 19 و اگر با دقت به شکل نگاه کنید می‌بینید که یک راس می‌تواند از چند راس ارث برنده باشد؛ مثل راس 21 .




برای نمایش گراف، ما از عبارت (V,E) استفاده می‌کنیم که V مجموعه‌ای از راس‌ها و E مجموعه‌ای از لبه‌هاست. هر لبه (که با e کوچک نمایش داده می‌شود) و در مجموعه E قرار دارد، پیوند دو راس v و u را نشان می‌دهد یا به عبارتی به صورت ریاضی می‌شود (e=(u,v .
برای اینکه مطالب را بهتر درک کنیم بهتر است که هر راس را یک شهر و هر لبه را یک جاده‌ی یک طرفه برای ارتباط با این راس‌ها فرض کنیم. مثلا اگر یکی از راس‌ها را تهران تصور کنیم و دیگری را کاشان، لبه یا جاده‌ی یک طرفه‌ای که این دو شهر را به هم متصل می‌کند، می‌شود جاده یا لبه‌ی تهران کاشان.

در بعضی مواقع از لبه‌های بدون جهت استفاده می‌شود که این لبه‌ها را لبه‌های دو طرفه می‌گویند؛ مثل جاده‌ی دو طرفه. گاهی هم از دو لبه‌ی جهت دار به جای یک لبه‌ی بدون جهت استفاده می‌کنند که نمونه‌ی آن را در شکل زیر می‌بینید.

دو راسی که به وسیله‌ی یک یال به یکدیگر متصل می‌شوند را همسایه Neighbor می‌نامند. هر یال می‌تواند یک عدد برای خود داشته باشد که به این عدد وزن یال یا لبه می‌گویندWeight (Cost)   و در مثال بالا می‌توان گفت وزن هر یال می‌شود مسافت آن جاده؛ مسافتی که بین دو شهر همسایه باید طی شود. تصویر زیر یک گراف را نشان می‌دهد که وزن یال‌های آن در کنار هر یال نوشته شده است.


مسیر Path در گراف همانند درخت‌ها، طی کردن مسیری است که از یک راس به راس دیگر می‌رسد. در مثال بالا باید گفت که برای رسیدن از شهر مبدا به شهر مقصد، باید از چه شهرهایی عبور کرد. در شکل بالا مسیر 1 - 12 - 19 - 21 - 7 - 21 و 1 مسیر نیستند؛ چرا که راس 21 هیچ لبه‌ی آغاز کننده‌ای ندارد و بیشتر ارث برنده است.

طول Length هر مسیر هم تعداد یال‌هایی است که در طول مسیر قرار دارد یا تعداد راس‌ها منهای یک؛ به این مثال دقت کنید:

مسیر 1 -12-19-21 مسیری است که طول آن سه می‌باشد.

وزن مسیر هم از جمع وزن یال‌هایی که در طول مسیر طی می‌شود به دست می‌آید.

حلقه Loop مسیری است که راس اولیه با راس نهایی یکی باشد. نمونه‌ی آن مسیر 1-12-19-1 می‌باشد. ولی مسیر 1-7-21 حلقه‌ای تشکیل نمی‌دهد.

لبه‌ی حلقه ای Looping Edge لبه‌ای است که مبداء یا آغاز کننده‌ی آن با مقصد یا ارث برنده‌ی آن یکی باشد. یعنی به راسی وصل شود که از همان، آغاز شده است. مثل لبه‌ی متصل به راس 14.


یک کلاس گراف به چه مواردی نیاز دارد:

عملیات ایجاد گراف

افزودن و حذف یک راس یا لبه

بررسی اینکه بین دو راس لبه ای وجود دارد یا خیر

جست و جوی جانشین‌های یک راس


در قسمت آینده کد آن را در سی شارپ پیاده سازی خواهیم کرد.

مطالب
آغاز کار با WPF
من خودم به شخصه هنوز تا به حال با WPF کار نکرده‌ام؛ اما قصد دارم از امروز در هر فرصتی که پیش می‌آید به یادگیری این فناوری پر سر و صدا بپردازم. از آنجا که مجموعه‌ی مرتب و به ترتیبی مثل MVC و EF در این زمینه در سایت موجود نبود، تصمیم گرفتم که خودم استارت این کار را بزنم که باعث میشه هم خودم بهتر یاد بگیرم و هم این سری برای افراد تازه کار موجود باشه.

آشنایی اولیه
WPF مخفف عبارات Windows Presentation Foundation است که ویکی پدیا این گونه ترجمه می‌کند : بنیاد نمایش ویندوزی. در برنامه نویسی «ویندوز فرم» ما تمرکز دقیقی بر ساخت رابط کاربری برنامه به خصوص در رزولوشن‌های مختلف نداریم و در بسیاری از اوقات کد با رابط کاربری به شدت وابسته میشد که با ارائه WPF از نسخه‌ی سوم دات نت فریم ورک به بعد، این مشکل حل شد و همچنین عملیات refactoring  را بسیار ساده‌تر کرد. در حالت ویندوز فرم به خاطر وابستگی شدید کد و UI، عملیات بهینه سازی کد اصلا موفق نبود.
 WPF از ترکیب عناصر دو بعدی و سه بعدی، اسناد، موارد چند رسانه‌ای و رابط کاربری تشکیل شده‌است و موتور رندر آن بر اساس اطلاعات برداری از کارت گرافیک جهت نمایش ظاهر برنامه کمک می‌گیرد که باعث تهیه برنامه‌ای با رابط کاربری سریعتر، مقیاس پذیرتر و بدون وابستگی به رزولوشن می‌شود.

جداسازی رفتارها و ظاهر برنامه

همانطور که گفتیم بخش رابط کاربری دیگر مستقل از کد برنامه شده است و ظاهر برنامه توسط زبان نشانه گذاری XAML ایجاد می‌شود و بخش کد هم با یکی از زبان‌های موجود در مجموعه دات نت نوشته خواهد شد. نهایتا این دو بخش توسط رویدادها، فرامین و DataBinding با یکدیگر متصل می‌شوند. از مزایای جدا بودن این ویژگی:

  • عدم وابستگی این دو بخش
  • طراح و کدنویس می‌توانند هر کدام به طور جداگانه کار کنند.
  • ابزارهای طراحی میتوانند به طور جداگانه‌ای بر روی اسناد XML کار کنند بدون اینکه نیاز به درگیری با کدنویسی داشته باشند.
یکی از برنامه هایی که به طراحی رابط کاربری با پشتیبانی از XAML می‌پردازد برنامه Microsoft Experssion Blend از مجموعه Blend است


Rich Composition
یکی از ویژگی‌های XAML، ساخت اشیاء ترکیبی هست که به راحتی با ترکیب تگ‌ها با یکدیگر و قرار دادن هر شیء داخل یک شیء دیگر می‌توان به یک شیء جدید دست یافت؛ مثل قرار دادن مجموعه ویدیوها در یک لیست. شیء زیر از ترکیب سه شیء تصویر و متن و دکمه ایجاد شده است:
<Button Margin="148,123,126,130">
            <StackPanel Orientation="Horizontal">
                <Image Source="speaker.png" Stretch="Uniform"/>
                <TextBlock Text="Play Sound" VerticalAlignment="Center" Margin="10" />
            </StackPanel>
        </Button>


Highly Customizable
با استفاده از مفهوم Style همانند آنچه که در Html و CSS دارید می‌توانید اشیاء خود را خصوصی سازی کنید و ظاهر آن شیء را به طور کل تغییر دهید.



Resolution Independence
عدم وابستگی به رزولوشن یا وضوح تصویر دارد و به جای واحد پیکسل، از یک واحد منطقی که یک نود و ششم اینچ است، بهره می‌برد. از آنجا که این سیستم بر اساس وکتور ایجاد شده است، مقیاس پذیری آن در تغییر اندازه یا وضوح تصویر به شدت بالا رفته است.

به زودی در قسمت اول این سری کار را با XAML آغاز خواهیم کرد.
مطالب
برنامه نویسی پیشرفته JavaScript - قسمت 4 - عناصر داخلی و ویژگی‌های تابع

عناصر داخلی تابع

در داخل هر تابع دو شیء خاص به نامهای arguments و this وجود دارند. شیء arguments ، که قبلا در مورد آن صحبت کردیم، دارای یک ویژگی به نام callee می‌باشد که به تابعی اشاره می‌کند که arguments متعلق به آن است. به مثال زیر توجه کنید که تابع فاکتوریل را به صورت بازگشتی پیاده سازی نموده است:

function factorial(num) {
    if (num <= 1)
        return 1;
    else
        return num * factorial(num - 1);
}
این تابع به درستی کار خواهد کرد تا زمانیکه نام تابع تغییر نکند. این نوع کد نویسی یک وابستگی شدید (Tightly Coupled) به نام تابع دارد. این وابستگی می‌تواند با arguments.callee از بین برود:
function factorial(num) {
    if (num <= 1)
        return 1;
    else
        return num * arguments.callee(num - 1);
}
در مثال فوق به جای نام تابع factorial در مقابل return از arguments.callee استفاده شده است. حال به مثال زیر توجه کنید:
function factorial(num) {
    if (num <= 1)
        return 1;
    else
        return num * arguments.callee(num - 1);
}

var anotherFactorial = factorial;

factorial = function() {
    return 0;
}

alert(anotherFactorial(5));
alert(factorial(5));

خروجی :

     120

     0


در مثال فوق، ابتدا تابع factorial تعریف شده و سپس به متغیر anotherFactorial نسبت داده شده‌است. سپس تابع factorial با تعریف جدیدی جایگزین شده که مقدار 0 بر می‌گرداند. همانطور که مشاهده می‌کنید، تابع بازگشتی از طریق arguments.callee فراخوانی گردیده است. اما اگر به جای arguments.callee از نام تابع، یعنی factorial استفاده کرده بودیم، خروجی در هر دو مرحله 0 می‌بود. زیرا anotherFactorial نیز، در داخل خود، تابع factorial جایگزین شده با خروجی 0 را فراخوانی می‌نمود.

شیء دیگری که در توابع وجود دارد، شی this می‌باشد. این شیء به شیء ای اشاره می‌کند که تابع، متعلق به آن است یا برای آن فعالیت می‌کند. اگر تابعی به صورت عمومی تعریف شود، متعلق به شیء window می‌باشد. بنابراین this در این توابع به شیء window اشاره می‌کند. به مثال زیر توجه کنید:

window.color = "red";

var o = { color: "blue" };
o.showColor = sayColor;

function sayColor() {
    alert(this.color);
}

sayColor();
o.showColor();

خروجی :

     "red"

     "blue"


ابتدا ویژگی color را برای شیء window تعریف کردیم. سپس شیء ای به نام o ایجاد نمودیم که دارای ویژگی color می‌باشد. همچنین تابعی به نام showColor را برای آن تعریف نمودیم که تابع sayColor به آن نسبت داده شده است. در تابع sayColor نیز مقدار ویژگی color را به صورت پیغامی نمایش می‌دهیم. زمانی که این تابع را فراخوانی می‌نماییم، شیء this موجود در آن به شیء window اشاره می‌کند؛ بنابراین مقدار "red" را نمایش می‌دهد. سپس تابع showColor از شیء o را فراخوانی نمودیم که شیء this در آن به شیء o اشاره می‌کند. زیرا تابع showColor که به تابع sayColor اشاره می‌کند، متعلق به شیء o می‌باشد.


ویژگی‌ها و توابع اشیاء ایجاد شده از Function

ویژگی caller

یکی از ویژگی‌های توابع که می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد، ویژگی caller می‌باشد. این ویژگی مشخص می‌کند که چه تابعی، تابع جاری را فراخوانی نموده است. اگر فراخوانی تابع جاری در حوزه‌ی عمومی (Global Scope) صورت گرفته باشد، این ویژگی مقدار null بر می‌گرداند؛ در غیر اینصورت محتوای تابع فراخواننده برگردانده خواهد شد.

function outer() {
    inner();
}

function inner() {
    alert(inner.caller);
}

inner();
outer();

خروجی :

    null

     function outer() {
        inner();
      }
از آنجایی که inner در حوزه‌ی عمومی فراخوانی شده است، inner.caller مقدار null را بر می‌گرداند. در خط بعدی تابع outer فراخوانی شده است که در داخل خود تابع inner را فراخوانی می‌نماید. در این شرایط inner.caller سورس کد تابع outer را برمی گرداند که موجب فراخوانی تابع inner شده است. جهت کاهش وابستگی، همانطور که در مبحث قبلی گفته شد، می‌توانید بجای inner.caller از arguments.callee.caller استفاده کنید.

ویژگی length

ویژگی دیگری که برای توابع مورد استفاده قرار می‌گیرد، ویژگی length می‌باشد. این ویژگی تعداد Named Arguments (پارامترهای نامی) تابع را بر می‌گرداند.

function sayName(name) {
    alert(name);
}

function sum(num1,num2) {
    return num1 + num2;
}

function sayHi() {
    alert("Hi");
}

alert(sayName.length);
alert(sum.length);
alert(sayHi.length);

خروجی :

     1

     2

     0


همانطور که در خروجی نیز مشاهده می‌کنید، تعداد آرگومانهای هر یک از توابع تعریف شده نمایش یافته است. به عنوان مثال تابع sayName دارای یک آرگومان ورودی است و خروجی نیز عدد 1 را نمایش داده است.


توابع apply() و call()

این دو تابع، جهت فراخوانی توابع، با یک مقدار خاص برای شیء this استفاده می‌شوند؛ در واقع مقدار شیء this را در بدنه‌ی توابع تنظیم می‌کنند. همانطور که قبلا اشاره شد، شیء this ، به شیء ای اشاره میکند که تابع متعلق به آن است. با توابع فوق می‌توانیم اشاره‌گر this را با مقدار یا شیء دیگری تنظیم کنیم. آرگومان اول هر دوی این توابع، مقداری است که باید به شیء this اختصاص یابد. آرگومان بعدی تابع apply آرایه‌ای است که آرگومان‌های ورودی را برای تابع فراخوانی شده فراهم می‌کند. آرگومانهای بعدی تابع call ، همان آرگومان هایی هستند که به صورت مجزا به تابع فراخوانی شده ارسال می‌گردند.

var color = "red";

var obj = { color: "blue" };

function sayColor(a, b) {
    alert(a + " said " + b + ": " + this.color);
}

sayColor("Sohrab", "Mitra");
sayColor.apply(this, ["Sohrab", "Mitra"]);
sayColor.call(this, "Sohrab", "Mitra");

sayColor.apply(obj, ["Sohrab", "Mitra"]);
sayColor.call(obj, "Sohrab", "Mitra");

خروجی :

     "Sohrab told Mitra: red"

     "Sohrab told Mitra: red"

     "Sohrab told Mitra: red"

     "Sohrab told Mitra: blue"

     "Sohrab told Mitra: blue"


همانطور که می‌دانید یک تابع به صورت پیش فرض متعلق به شیء window می‌باشد. در سه فراخوانی اول، تابع sayColor ، شیء this ، به شیء window اشاره می‌کند. بنابراین مقدار red را برای متغیر یا ویژگی color نمایش میدهد. دو فراخوانی آخر که obj را به عنوان آرگومان اول ارسال می‌نمایند، یعنی شیء this باید با مقدار obj جایگزین شود. بنابراین مقدار blue را برای ویژگی color ، که متعلق به شی obj می‌باشد، نمایش می‌دهند.

تنها تفاوت call() و apply() ، شیوه‌ی ارسال آرگومانها به تابع مقصد می‌باشد. مزیت استفاده از توابع call() یا apply() این است که می‌توان یک شیء را به یک تابع تزریق نمود به گونه‌ای که شیء، هیچ اطلاعی از تابع مورد نظر نداشته باشد. این مزیت مورد استفاده‌ی برخی الگوها و معماری‌ها می‌باشد که در مباحث مربوطه در مورد آن بحث خواهد شد.


تابع bind()

این تابع نمونه‌ای از یک تابع را ایجاد می‌کند و شیء this آن تابع را، با آرگومان ارسالی به تابع bind ، مقداردهی می‌نماید.

var color = "red";

var obj = { color: "blue" };

function sayColor() {
    alert(this.color);
}

var bindSayColor = sayColor.bind(obj);
bindSayColor();

خروجی :

     "blue"


در مثال فوق، نمونه‌ای از تابع sayColor ایجاد شده است که شیء obj به عنوان آرگومان ورودی تابع bind ارسال شده است. یعنی مقدار this در تابع bindSayColor به شیء obj اشاره میکند و مقدار ویژگی color شیء obj به عنوان خروجی نمایش می‌یابد. 

مطالب
آشنایی با الگوی IOC یا Inversion of Control (واگذاری مسئولیت)

کلاس Kid را با تعریف زیر در نظر بگیرید. هدف از آن نگهداری اطلاعات فرزندان یک شخص خاص می‌باشد:

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Kid
{
private int _age;
private string _name;

public Kid(int age, string name)
{
_age = age;
_name = name;
}

public override string ToString()
{
return "KID's Age: " + _age + ", Kid's Name: " + _name;
}
}
}

اکنون کلاس والد را با توجه به اینکه در حین ایجاد این شیء، فرزندان او نیز باید ایجاد شوند؛ در نظر بگیرید:
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Parent
{
private int _age;
private string _name;
private Kid _obj;

public Parent(int personAge, string personName, int kidsAge, string kidsName)
{
_obj = new Kid(kidsAge, kidsName);
_age = personAge;
_name = personName;
}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(_obj);
return "ParentAge: " + _age + ", ParentName: " + _name;
}
}
}

و نهایتا مثالی از استفاده از آن توسط یک کلاینت:

using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Parent p = new Parent(35, "Dev", 6, "Len");
Console.WriteLine(p);

Console.ReadKey();
Console.WriteLine("Press a key...");
}
}
}

که خروجی برنامه در این حالت مساوی سطرهای زیر می‌باشد:

KID's Age: 6, Kid's Name: Len
ParentAge: 35, ParentName: Dev

مثال فوق نمونه‌ای از الگوی طراحی ترکیب یا composition می‌باشد که به آن Object Dependency یا Object Coupling نیز گفته می‌شود. در این حالت ایجاد شیء والد وابسته است به ایجاد شیء فرزند.

مشکلات این روش:
1- با توجه به وابستگی شدید والد به فرزند، اگر نمونه سازی از شیء فرزند در سازنده‌ی کلاس والد با موفقیت روبرو نشود، ایجاد نمونه‌ی والد با شکست مواجه خواهد شد.
2- با از بین رفتن شیء والد، فرزندان او نیز از بین خواهند رفت.
3- هر تغییری در کلاس فرزند، نیاز به تغییر در کلاس والد نیز دارد (اصطلاحا به آن Dangling Reference هم گفته می‌شود. این کلاس آویزان آن کلاس است!).

چگونه این مشکلات را برطرف کنیم؟
بهتر است کار وهله سازی از کلاس Kid به یک شیء، متد یا حتی فریم ورک دیگری واگذار شود. به این واگذاری مسئولیت، delegation و یا inversion of control - IOC نیز گفته می‌شود.

بنابراین IOC می‌گوید که:
1- کلاس اصلی (یا همان Parent) نباید به صورت مستقیم وابسته به کلاس‌های دیگر باشد.
2- رابطه‌ی بین کلاس‌ها باید بر مبنای تعریف کلاس‌های abstract باشد (و یا استفاده از interface ها).

تزریق وابستگی یا Dependency injection
برای پیاده سازی IOC از روش تزریق وابستگی یا dependency injection استفاده می‌شود که می‌تواند بر اساس constructor injection ، setter injection و یا interface-based injection باشد و به صورت خلاصه پیاده سازی یک شیء را از مرحله‌ی ساخت وهله‌ای از آن مجزا و ایزوله می‌سازد.

مزایای تزریق وابستگی‌ها:
1- گره خوردگی اشیاء را حذف می‌کند.
2- اشیاء و برنامه را انعطاف پذیرتر کرده و اعمال تغییرات به آن‌ها ساده‌تر می‌شود.

روش‌های متفاوت تزریق وابستگی به شرح زیر هستند:

تزریق سازنده یا constructor injection :
در این روش ارجاعی از شیء مورد استفاده، توسط سازنده‌ی کلاس استفاده کننده از آن دریافت می‌شود. برای نمونه در مثال فوق از آنجائیکه کلاس والد به کلاس فرزندان وابسته است، یک ارجاع از شیء Kid به سازنده‌ی کلاس Parent باید ارسال شود.
اکنون بر این اساس تعاریف، کلاس‌های ما به شکل زیر تغییر خواهند کرد:

//IBuisnessLogic.cs
namespace IOCBeginnerGuide
{
public interface IBuisnessLogic
{
}
}

//Kid.cs
namespace IOCBeginnerGuide
{
class Kid : IBuisnessLogic
{
private int _age;
private string _name;

public Kid(int age, string name)
{
_age = age;
_name = name;
}

public override string ToString()
{
return "KID's Age: " + _age + ", Kid's Name: " + _name;
}
}
}

//Parent.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Parent
{
private int _age;
private string _name;
private IBuisnessLogic _refKids;

public Parent(int personAge, string personName, IBuisnessLogic obj)
{
_age = personAge;
_name = personName;
_refKids = obj;
}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(_refKids);
return "ParentAge: " + _age + ", ParentName: " + _name;
}
}
}

//CIOC.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class CIOC
{
Parent _p;

public void FactoryMethod()
{
IBuisnessLogic objKid = new Kid(12, "Ren");
_p = new Parent(42, "David", objKid);
}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(_p);
return "Displaying using Constructor Injection";
}
}
}

//Program.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
CIOC obj = new CIOC();
obj.FactoryMethod();
Console.WriteLine(obj);

Console.ReadKey();
Console.WriteLine("Press a key...");
}
}
}

توضیحات:
ابتدا اینترفیس IBuisnessLogic ایجاد خواهد شد. تنها متدهای این اینترفیس در اختیار کلاس Parent قرار خواهند گرفت.
از آنجائیکه کلاس Kid توسط کلاس Parent استفاده خواهد شد، نیاز است تا این کلاس نیز اینترفیس IBuisnessLogic را پیاده سازی کند.
اکنون سازنده‌ی کلاس Parent بجای ارجاع مستقیم به شیء Kid ، از طریق اینترفیس IBuisnessLogic با آن ارتباط برقرار خواهد کرد.
در کلاس CIOC کار پیاده سازی واگذاری مسئولیت وهله سازی از اشیاء مورد نظر صورت گرفته است. این وهله سازی در متدی به نام Factory انجام خواهد شد.
و در نهایت کلاینت ما تنها با کلاس IOC سرکار دارد.

معایب این روش:
- در این حالت کلاس business logic، نمی‌تواند دارای سازنده‌ی پیش فرض باشد.
- هنگامیکه وهله‌ای از کلاس ایجاد شد دیگر نمی‌توان وابستگی‌ها را تغییر داد (چون از سازنده‌ی کلاس جهت ارسال مقادیر مورد نظر استفاده شده است).

تزریق تنظیم کننده یا Setter injection
این روش از خاصیت‌ها جهت تزریق وابستگی‌ها بجای تزریق آن‌ها به سازنده‌ی کلاس استفاده می‌کند. در این حالت کلاس Parent می‌تواند دارای سازنده‌ی پیش فرض نیز باشد.

مزایای این روش:
- از روش تزریق سازنده بسیار انعطاف پذیرتر است.
- در این حالت بدون ایجاد وهله‌ای می‌توان وابستگی اشیاء را تغییر داد (چون سر و کار آن با سازنده‌ی کلاس نیست).
- بدون نیاز به تغییری در سازنده‌ی یک کلاس می‌توان وابستگی اشیاء را تغییر داد.
- تنظیم کننده‌ها دارای نامی با معناتر و با مفهوم‌تر از سازنده‌ی یک کلاس می‌باشند.

نحوه‌ی پیاده سازی آن:
در اینجا مراحل ساخت Interface و همچنین کلاس Kid با روش قبل تفاوتی ندارند. همچنین کلاینت نهایی استفاده کننده از IOC نیز مانند روش قبل است. تنها کلاس‌های IOC و Parent باید اندکی تغییر کنند:

//Parent.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class Parent
{
private int _age;
private string _name;

public Parent(int personAge, string personName)
{
_age = personAge;
_name = personName;
}

public IBuisnessLogic RefKID {set; get;}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(RefKID);
return "ParentAge: " + _age + ", ParentName: " + _name;
}
}
}

//CIOC.cs
using System;

namespace IOCBeginnerGuide
{
class CIOC
{
Parent _p;

public void FactoryMethod()
{
IBuisnessLogic objKid = new Kid(12, "Ren");
_p = new Parent(42, "David");
_p.RefKID = objKid;
}

public override string ToString()
{
Console.WriteLine(_p);
return "Displaying using Setter Injection";
}
}
}

همانطور که ملاحظه می‌کنید در این روش یک خاصیت جدید به نام RefKID به کلاس Parent اضافه شده است که از هر لحاظ نسبت به روش تزریق سازنده با مفهوم‌تر و خود توضیح دهنده‌تر است. سپس کلاس IOC جهت استفاده از این خاصیت اندکی تغییر کرده است.

ماخذ

مطالب
آشنایی با NHibernate - قسمت دوم

آزمون واحد کلاس نگاشت تهیه شده

در مورد آشنایی با آزمون‌های واحد لطفا به برچسب مربوطه در سمت راست سایت مراجعه بفرمائید. همچنین در مورد اینکه چرا به این نوع API کلمه Fluent اطلاق می‌شود، می‌توان به تعریف آن جهت مطالعه بیشتر مراجعه نمود.

در این قسمت قصد داریم برای بررسی وضعیت کلاس نگاشت تهیه شده یک آزمون واحد تهیه کنیم. برای این منظور ارجاعی را به اسمبلی nunit.framework.dll به پروژه UnitTests که در ابتدای کار به solution جاری در VS.Net افزوده بودیم، اضافه نمائید (همچنین ارجاع‌هایی به اسمبلی‌های پروژه NHSample1 ، FluentNHibernate ، System.Data.SQLite ، NHibernate.ByteCode.Castle و Nhibernate نیز نیاز هستند). تمام اسمبلی‌های این فریم ورک‌ها از پروژه FluentNHibernate قابل استخراج هستند.

سپس سه کلاس زیر را به پروژه آزمون واحد اضافه خواهیم کرد.
کلاس TestModel : (جهت مشخص سازی محل دریافت اطلاعات نگاشت)

using FluentNHibernate;
using NHSample1.Domain;

namespace UnitTests
{
public class TestModel : PersistenceModel
{
public TestModel()
{
AddMappingsFromAssembly(typeof(CustomerMapping).Assembly);
}
}
}

کلاس FixtureBase : (جهت ایجاد سشن NHibernate در ابتدای آزمون واحد و سپس پاکسازی اشیاء در پایان کار)

using NUnit.Framework;
using NHibernate;
using FluentNHibernate;
using FluentNHibernate.Cfg;
using FluentNHibernate.Cfg.Db;

namespace UnitTests
{
public class FixtureBase
{
protected SessionSource SessionSource { get; set; }
protected ISession Session { get; private set; }

[SetUp]
public void SetupContext()
{
var cfg = Fluently.Configure().Database(SQLiteConfiguration.Standard.InMemory);

SessionSource = new SessionSource(
cfg.BuildConfiguration().Properties,
new TestModel());

Session = SessionSource.CreateSession();
SessionSource.BuildSchema(Session);
}

[TearDown]
public void TearDownContext()
{
Session.Close();
Session.Dispose();
}
}
}

و کلاس CustomerMapping_Fixture.cs : (جهت بررسی صحت نگاشت تهیه شده با کمک دو کلاس قبل)

using NUnit.Framework;
using FluentNHibernate.Testing;
using NHSample1.Domain;

namespace UnitTests
{
[TestFixture]
public class CustomerMapping_Fixture : FixtureBase
{
[Test]
public void can_correctly_map_customer()
{
new PersistenceSpecification<Customer>(Session)
.CheckProperty(c => c.Id, 1001)
.CheckProperty(c => c.FirstName, "Vahid")
.CheckProperty(c => c.LastName, "Nasiri")
.CheckProperty(c => c.AddressLine1, "Addr1")
.CheckProperty(c => c.AddressLine2, "Addr2")
.CheckProperty(c => c.PostalCode, "1234")
.CheckProperty(c => c.City, "Tehran")
.CheckProperty(c => c.CountryCode, "IR")
.VerifyTheMappings();
}
}
}

توضیحات:
اکنون به عنوان یک برنامه نویس متعهد نیاز است تا کار صورت گرفته در قسمت قبل را آزمایش کنیم.
کار بررسی صحت نگاشت تعریف شده در قسمت قبل توسط کلاس استاندارد PersistenceSpecification فریم ورک FluentNHibernate انجام خواهد شد (در کلاس CustomerMapping_Fixture). این کلاس برای انجام عملیات آزمون واحد نیاز به کلاس پایه دیگری به نام FixtureBase دارد که در آن کار ایجاد سشن NHibernate (در قسمت استاندارد SetUp آزمون واحد) و سپس آزاد سازی آن را در هنگام خاتمه کار ، انجام می‌دهد (در قسمت TearDown آزمون واحد).
این ویژگی‌ها که در مباحث آزمون واحد نیز به آن‌ها اشاره شده است، سبب اجرای متدهایی پیش از اجرا و بررسی هر آزمون واحد و سپس آزاد سازی خودکار منابع خواهند شد.
برای ایجاد یک سشن NHibernate نیاز است تا نوع دیتابیس و همچنین رشته اتصالی به آن (کانکشن استرینگ) مشخص شوند. فریم ورک Fluent NHibernate با ایجاد کلاس‌های کمکی برای این امر، به شدت سبب ساده‌ سازی انجام آن شده است. در این مثال، نوع دیتابیس به SQLite و در حالت دیتابیس در حافظه (in memory)، تنظیم شده است (برای انجام امور آزمون واحد با سرعت بالا).
جهت اجرای هر دستوری در NHibernate نیاز به یک سشن می‌باشد. برای تعریف شیء سشن، نه تنها نیاز به مشخص سازی نوع و حالت دیتابیس مورد استفاده داریم، بلکه نیاز است تا وهله‌ای از کلاس استاندارد PersistanceModel را نیز جهت مشخص سازی کلاس نگاشت مورد استفاده مشخص نمائیم. برای این منظور کلاس TestModel فوق تعریف شده است تا این نگاشت را از اسمبلی مربوطه بخواند و مورد استفاده قرار دهد (بر پایی اولیه این مراحل شاید در ابتدای امر کمی زمانبر باشد اما در نهایت یک پروسه استاندارد است). توسط این کلاس به سیستم اعلام خواهیم کرد که اطلاعات نگاشت را باید از کدام کلاس دریافت کند.
تا اینجای کار شیء SessionSource را با معرفی نوع دیتابیس و همچنین محل دریافت اطلاعات نگاشت اشیاء معرفی کردیم. در دو سطر بعدی متد SetupContext کلاس FixtureBase ، ابتدا یک سشن را از این منبع سشن تهیه می‌کنیم. شیء منبع سشن در این فریم ورک در حقیقت یک factory object است (الگوهای طراحی برنامه نویسی شیءگرا) که امکان دسترسی به انواع و اقسام دیتابیس‌ها را فراهم می‌سازد. برای مثال اگر روزی نیاز بود از دیتابیس اس کیوال سرور استفاده شود، می‌توان از کلاس MsSqlConfiguration بجای SQLiteConfiguration استفاده کرد و همینطور الی آخر.
در ادامه توسط شیء SessionSource کار ساخت database schema را نیز به صورت پویا انجام خواهیم داد. بله، همانطور که متوجه شده‌اید، کار ساخت database schema نیز به صورت پویا توسط فریم ورک NHibernate با توجه به اطلاعات کلاس‌های نگاشت، صورت خواهد گرفت.

این مراحل، نحوه ایجاد و بر پایی یک آزمایشگاه آزمون واحد فریم ورک Fluent NHibernate را مشخص ساخته و در پروژه‌های شما می‌توانند به کرات مورد استفاده قرار گیرند.

در ادامه اگر آزمون واحد را اجرا نمائیم (متد can_correctly_map_customer در کلاس CustomerMapping_Fixture)، نتیجه باید شبیه به شکل زیر باشد:



توسط متد CheckProperty کلاس PersistenceSpecification ، امکان بررسی نگاشت تهیه شده میسر است. اولین پارامتر آن، یک lambda expression خاصیت مورد نظر جهت بررسی است و دومین آرگومان آن، مقداری است که در حین آزمون به خاصیت تعریف شده انتساب داده می‌شود.

نکته:
شاید سؤال بپرسید که در تابع can_correctly_map_customer عملا چه اتفاقاتی رخ داده است؟ برای بررسی آن در متد SetupContext کلاس FixtureBase ، اولین سطر آن‌را به صورت زیر تغییر دهید تا عبارات SQL نهایی تولید شده را نیز بتوانیم در حین عملیات تست مشاهده نمائیم:

var cfg = Fluently.Configure().Database(SQLiteConfiguration.Standard.ShowSql().InMemory);




مطابق متد تست فوق، عبارات تولید شده به شرح زیر هستند:

NHibernate: select next_hi from hibernate_unique_key
NHibernate: update hibernate_unique_key set next_hi = @p0 where next_hi = @p1;@p0 = 2, @p1 = 1
NHibernate: INSERT INTO "Customer" (FirstName, LastName, AddressLine1, AddressLine2, PostalCode, City, CountryCode, Id) VALUES (@p0, @p1, @p2, @p3, @p4, @p5, @p6, @p7);@p0 = 'Vahid', @p1 = 'Nasiri', @p2 = 'Addr1', @p3 = 'Addr2', @p4 = '1234', @p5 = 'Tehran', @p6 = 'IR', @p7 = 1001
NHibernate: SELECT customer0_.Id as Id0_0_, customer0_.FirstName as FirstName0_0_, customer0_.LastName as LastName0_0_, customer0_.AddressLine1 as AddressL4_0_0_, customer0_.AddressLine2 as AddressL5_0_0_, customer0_.PostalCode as PostalCode0_0_, customer0_.City as City0_0_, customer0_.CountryCode as CountryC8_0_0_ FROM "Customer" customer0_ WHERE customer0_.Id=@p0;@p0 = 1001

نکته جالب این عبارات، استفاده از کوئری‌های پارامتری است به صورت پیش فرض که در نهایت سبب بالا رفتن امنیت بیشتر برنامه (یکی از راه‌های جلوگیری از تزریق اس کیوال در ADO.Net که در نهایت توسط تمامی این فریم ورک‌ها در پشت صحنه مورد استفاده قرار خواهند گرفت) و همچنین سبب بکار افتادن سیستم‌های کش دیتابیس‌های پیشرفته مانند اس کیوال سرور می‌شوند (execution plan کوئری‌های پارامتری در اس کیوال سرور جهت بالا رفتن کارآیی سیستم کش می‌شوند و اهمیتی هم ندارد که حتما رویه ذخیره شده باشند یا خیر).

ادامه دارد ...