طرق إجراء عملية التبديل بين حقلين (Swap Two Variables)

 

السلام عليكم ورحمة الله،،

أهلا ومرحبا بكم،،

في هذه المقالة القصيرة سنتعرف إلى طرق مختلفة للتبديل بين حقلين two variables. بشكل عام عملية التبديل تعرف باسم تبديل قيم حقلين swap. من بدأ بتعلم البرمجة سيمر clip_image002على حالة قد يحتاج فيها إلى تبديل قيم حقلين ليصبح الحقل الأول يحمل قيمة الحقل الثاني، في حين تصبح قيمة الحقل الثاني هي قيمة الحقل الأول سابقا قبل التبديل. الطريقة التقليدية التي نعرفها وهي باستخدام حقل إضافي ثالث ليقوم بدور الوسيط ليقوم بحفظ قيم أحد الحقلين من الضياع أثناء إجراء عملية التبديل. لكن هل تعلم أنه بإمكانك إجراء عملية التبديل هذه بطرق أخرى دون الحاجة إلى حقل ثالث وسيط.

قد تتعجب وتتسائل ما الحاجة إلى طرق أخرى إن كانت الطريقة التقليدية تفي بالغرض؟!ّ الجواب هو إذا كنت تبرمج الأجهزة الصغيرة التي لا تتعدى ذاكرتها عدة بايتات فقط , عندها ستضطر إلى البحث عن طرق أخرى للتقليل من استهلاك الذاكرة أو حتى في حال عدم وجود مساحة كافية في الذاكرة لاستخدام أي حقل إضافي.

دعنا نقم أولا بعرض طريقة الكود التقليدي. كود1 يعرض عملية التبديل باستخدام العملية الحسابية. طبعا كلمة ref تستخدم في لغة السي شارب C# وهي تكافئ تماما & في لغة السي بلس بلس (C++)

كود 1. التبديل بين الحقول Variables باستخدام حقل إضافي

void Swap(ref int a, ref int b)
{
      int c;

      c = a;
      a = b;
      b = c;
}

لاحظ في كود2 التالي تم استخدام عمليات الجمع والطرح للتبديل بين الحقول دون الحاجة إلى حقل إضافي. الكود الجديد فيه ميزة وعلة. الميزة توفير مساحة في الذاكرة فلا حاجة لحقل ثالث. أما العلة فهي قد يحصل Overflow طفحان بسبب ناتج جمع قيميتين قد ينتج عنه عدد كبير لا يمكن استيعابة في الحقل الحالي. كود3 يحل هذه المشكلة باستخدام exclusive-OR

كود 2. التبديل بين الحقول Variables باستخدام العمليات الحسابية (الجمع والطرح)

void Swap(ref int a, ref int b)
{
     a = a + b;
     b = a – b;
     a = a – b;
}

في الكود التالي تم استخدام exclusive-OR ، وهو عميلة تتم على مستوى البتات (قيم ثنائية 1 أو 0) يمكن مراجعة موقع مايكروسوفت (انقر هنا) لتحصل على المزيد من الشرح أفضل من السابق بسبب أن إحتمال حدوث فائض غير وارد.

كود 3. التبديل بين الحقول Variables باستخدام exlusive-OR

static void Swap(ref int a, ref int b)
{
     a = a ^ b;
     b = a ^ b;
     a = a ^ b;
}

في نهاية هذه المقالة ستكون قد تعرفت على طرق مختلفة للتبديل بين حقلين بثلاث طرق:

  •     1. الطريقة التقليدية باستخدام حقل ثالث إضافي
  •     2. طريقة حسابية (الجمع والطرح) لكن قد يحصل خلل بسبب عدم استيعاب الحقل لجمع عددين في حال فقط أن جمعها ينتج عنهما قيمة كبيرة
  •     3. استخدام المعامل exlusive-OR، والتي تقوم بالعمل على مستوى البتات (بالشكل العدد الثنائي)

كيف يتم دعم لغات متعددة للتطبيق في بيئة تطبيق ويندوز الكلاسيكي Windows Client Application في الدوت نت .NET

1222c8fb-51b8-49e0-90f5-70bcd05f311aفي يومنا هذا العديد من التطبيقات تسعى لمخاطبة قسما كبيرا من المستخدمين على مستوى العالم ، لا ريب أن ذلك يحتاج إلى استخدام مختلف لغات القوم و ألسنتهم. على كل حال ، في بيئة مايكروسوفت دوت نت ذلك في منتهى السهولة و لا يتعدى تحقيق ذلك سوى بضع خطوات

بعد أن نقوم بإعداد شاشات و واجهات تطبيق ما ، نقوم باتباع الخطوات التالية:

  1. بعد التأكد من أن التركيز (Focus) على الشاشة أو الواجهة ككل
  2. نذهب إلى نافذة الخصائص
  3. في نافذة الخصائص تغير قيمة الخاصيتين:
  •         أ . Localizable من False إلى True
  •         ب. Language من (Default) إلى Arabic

4. بعدها نضع التسميات الصحيحة لكل الأدوات التابعة للنافذة أو الواجهة

أ. تم تغير خصائص النافذة Form1 كما يلي (لاحظ الشكل):

  •            . Text: النافذة الرئيسية
  •            . RightToLeft: نختار Yes
  •            . RightToLeftLayout: نختار True

ب. تم تغير خصائص الأداة الزر button1 كما يلي:

  •             . Text: إنقر هنا

 

win1

وذلك تكون واجهة اللغة العربية قد أصبحت جاهزة.

الآن لنقم بدعم لغة أخرى للتطبيق و لتكن اللغة الانجليزية و ذلك باتباع الخطوات التالية:

  1. من نافذة الخصائص للنافذة Form1 ، نختار الخاصية Language و نغير قيمتها من Arabic إلى English
  2. نغير قيم الخصائص للنافذة Form1 كما يلي (لاحظ الشكل بعد تطبيق الخطوات):
  •       أ. Text: نكتب Main Window
  •      ب. RightToLeft: نختار No
  •      ت. RightToLeftLayout: نختار False

3. نغير قيم خصائص button1 كما يلي:

  •       أ. Text: نكتب Click Here

win2

يمكنك إعادة الخطوات السابقة لإضافة أي لغة أخرى.

خاطرة في تصميم التوابع Methods

هذا الكود مقتبس من كتاب مايكروسوفت Programming in C#. في هذا الكود فقط أود أن أتطرق إلى نقطة وهي أيّ (بتشديد الياء) التابعين أفضل من حيث البيانات (البرامترات) الممررة إليه؟

سأترك لك أولا وقت للتفكير،،

//LISTING 1 Passing a complete customer to a method

public Distance CalculateDistanceTo(Customer customer)

{

       Distance result = … // Some difficult calculation that uses customer.Address

       return result;

}

 

//LISTING 2 Passing only an address to a method

public Distance CalculateDistanceTo(Address address)

{

       Distance result = … // Some difficult calculation that uses address

       return result;

}

لكن إن أردت إشارات لتساعدك على الإختيار بنفسك فلك ذلك، سأطرح عليك بعض النقاط

1. أيّ الكودين يعتبر أوضح و أسهل للفهم من حيث البيانات المطلوبة لإجراء عملية حساب المسافة؟

2. أيّ الكودين فيه سهولة في الصيانة مقارنة بالآخر؟ أو بمعنى آخر أي الكودين يمكننا استخدامه أكثر من الآخر دون إجراء تعديلات؟ مرة أخرى ركز على البيانات (البرامتر) الممرر لكلا التابعين.

طبعا الإجابة على كلا السؤالين هو الكود الثاني.

بالنسبة للسؤال الأول،،

طبعا الكود الثاني أوضح وأسهل للفهم وذلك لأنه واضح من حيث متطلبات عمله فهو يطلب عنوان حتى يقوم بعملية حساب المسافة، في حين أن التابع الأول مبهم، فأنت ببساطة لا يمكنك استنباط أي البيانات التي يحتاجها التابع من الكائن من صنف Customer للعمل. بمعنى آخر لا تعلم أي البيانات المجودة داخل هذا الكائن من صنف Customer التي سوف يعتمد عليها في تقرير المسافة ربما يكون العنوان وقد يكون رمز المنطقة Postcode أو رمز الهاتف لتحديد المدينة أو…

قد يتبادر إلى ذهنك وما المشكلة في ذلك؟ لنفترض أنك تريد حساب المسافة لكل الزبائن المعروضين في جدول للزبائن الذين أجروا عملية شراء خلال الشهر الماضي في أحد واجهات لتطبيقك الجميل. طبعا الجدول لن يحتوي جميع معلومات الزبائن وإنما يعرض فقط بعض المعلومات عنهم. عندما تريد أن تحسب المسافة لزبون معين ستضطر عندما تستخدم التابع الأول لتأمين معلومات الزبون كاملة من قاعدة البيانات قبل تمريرها للتابع الأول لتتم عملية الحساب، بينما التابع الثاني لا يتطلب منك سوى العنوان والذي في أغلب الظن قد يكون متوفر ولا تحتاج إلى الاستعلام عنه من قاعدة البيانات. على كل إن لم تقتنع فلا مشكلة فالسبب الثاني سيكون كفيل بتبيهك إلى أمر أكثر أهمية والذي ستخلص من خلاله إلى أن تصميم الكود الثاني هو الأفضل بلا منازع.

بالنسبة للسؤال الثاني،،

لنفترض بعد مدة من الزمن تم التعديل على الصنف Customer ليحتوي حقل جديد WorkAddress مالذي سوف يحدث؟! لن تكون قادرا على استخدام التابع الأول لحساب المسافة باستخدام الحقل الجديد WorkAddress. أليس كذلك؟! ومع ذلك إن ألححت بمقدرتك على استخدام التابع الأول سيتطلب منك تعديل التابع الأول حتى يتثنى لك حساب المسافة لكل من Address و WorkAddress. لن أتطرق إلى كيفية التعديل، إذا أنه ومع الشروع بالتعديل ستكتشف العديد من المشاكل الأخرى. في حين وبكل سهولة يمكنك حساب المسافة للحقل الجديد WorkAddress بتمريره كبرامتر إلىه. حالة أخرى توضح مدى المشاكل التي يمكن أن تحصل فقط جراء سوء تصميم التابع الأول. لنقل أننا أردنا استخدام التابع مع مشروع آخر أو مع صنف آخر مثل Student، مرة أخرى لا يمكنك استخدام التابع الأول حيث أن Customer غير Student وبالتالي سيتطلب إجراء تعديلات ليتلائم التابع الأول مع الصنف الجديد Student. بينما لو استخدمنا التابع الثاني لن نواجه أي من المشاكل السابقة وعلى العكس ستشعر بمتعة حسن تصميم التابع.

الخلاصة: ان التابع الثاني أفضل من التابع الأول فهو سهل الفهم وأيضا لا يتطلب عملية تعديل على أقل تقدير للحالات آنفة الذكر.

نمط التصميم سنجلتون (الوحداني) Singleton Design Pattern

 

في هذه المقالة القصيرة سوف نتعرف على نموذج التصميم سنجلتون (تعني الوحيد من نوعه)، وهذه فعلا مفهوم نمط التصميم الذي سوف نتعرف إليه. الفكرة من هذا النمط هو تشيد أو بناء صف (كلاس) يكون وحيد ولا يمكن إيجاد سوى نسخة وحيده منه. يستخدم نمط التصميم هذا عندما يكون لدينا بيانات ثابتة ومشتركة في البرنامج الواحد. ربما يتبادر إلى ذهنك الآن أن هذا ممكنا باستخدام الصفوف الستاتيكية، وهذا كلام صحيح إذ أنه يمكنك استخدام الصفوف الستاتيكية للإحتفاظ بنسخة وحيدة من البيانات ومشاركتها بين جميع صفوف أو وحدات البرنامج دون الحاجة ولا حتى المقدرة على انشاء عدة نسخ منه. لكن ليس هذا هدف هذه المقالة ، هدف هذه المقالة هو التعرف على كيفية بناء صف عادي (ليس ستاتيكي) لتحقيق شيء مماثل للصفوف الستاتيكية وزيادة. الزيادة التي أعنيها هنا هي أن بناء صف عادي سوف يقدم لك مزايا لا تتوفر في الصفوف الستاتيكية. أرجوا أن أكون باختصار قد قدمت لك فكرة نمط التصميم "الوحيد" سنجلتون. الآن سوف نبدأ التعرف كيف نحقق ذلك برمجيا باستخدام لغة السي شارب. لاحظ كود 1 الذي يوضح الهيكل البدائي لإنشاء صف من نمط التصميم سنجلتون. تم تعريف الباني "constructor" بأنه خاص حتى لا يستطيع أحد إنشاء نسخة منه باستدعاء البناني ولو حتى مرة واحدة من خارج الصف. طبعا حاليا الصف بصيغته الحالية لن يمكن أحد من إنشاء نسخة منه بسبب التحفظ على البناني للإستخدام الداخلي ضمن نفس الكلاس فقط.

كود 1 الهيكل البدائي لانشاء صف من نمط سنجلتون

public class Singleton
{
    private Singleton() { }
}

الآن سوف نعرف خاصيّة تمكن مستخدم هذا الصف من التعامل مع نسخة من هذا الصف ولتهيئة نسخة من الصف داخليا في حال لم يتم ذلك بعد

كود 2: إضافة الباني وخاصية للحصول على نسخة وحيدة من الصف

1 public class Singleton
2 {
3      private static Singleton instance;
4      private Singleton() { }
5
6      public static Singleton Instance
7      {
8           get
9           {
10              if (instance == null)
11              {
12                   instance = new Singleton();
13              }
14
15                  return instance;
16          }
17     }
18 }

والآن أصبح الصف شبه جاهز حيث أن الخاصية Instance سوف تكون بمثابة الواجهة للصفوف الأخرى. الخاصية Instance سوف تعيد نسخة من الصف الحالي Singleton في حال توفرها، وإن لم تتوفر ستقوم باستدعاء الباني ليتم بتجهيز نسخة من الصف وتمريرها. وبما أن نوع الحقل هو ستاتيك فسوف نضمن أن هذه القيمة ستكون وحيدة. مرة أخرى الصف شبه جاهز، لأن مازال هناك احتمال حدوث أكثر من نسخة من الصف في حالة multi-threading، حيث أنه من المحتمل أن يتم فحص الشرط instance == null في نفس الوقت من قبل أكثر من thread، وبالتالي هذا سيؤدي إلى إنشاء أكثر من نسخة من الصف. لحل المشكلة السابقة سيتم استخدام تقنية lock في السي شارب التي تضمن السماح لـ thread واحد فقط بعمل الفحص وإنشاء نسخة من الصف في حال أن ذلك لم يحدث سابقا. بعد التعديل الكود السابق، سيصبح الكود الجديد المبين في

1 using System;
2
3 public class Singleton
4 {
5      private static object syncRoot = new Object();
6      private static Singleton instance;
7      private Singleton() { }
8
9      public static Singleton Instance
10    {
11         get
12         {
13               if (instance == null)
14               {
15                     lock (syncRoot)
16                     {
17                          if (instance == null)
18                          {
19                               instance = new Singleton();
20                           }
21                      }
22                }
23
24                return instance;
25          }
26     }
27 }

أصبح الكود الآن آمن للإستخدام مع multi-threads، لاحظ السطر 13 و 15، في هذه الحالة سوف يتم السماح لـ thread واحد فقط بالعبور وإنشاء نسخة من الصف في حال أن ذلك لم يحدث سابقا. قد تتساءل ما الفائدة من وجود شرط الفحص في السطر 13 وذلك لعدم السماح بتعطيل threads ، حيث أن بدون هذا الشرط سيؤدي إلى تنفيذ أمر القفل (السطر 14) كل مرة يتم فيها استدعاء الخاصية وبالتالي سيؤدي إلى توقف الـ threads الأخرى (إن وجدت) عن العمل ريثما يتم تحرير القفل. أخيرا قد تتساءل حسنا فما الفائدة من تكرار شرط الفحص في السطر 17، لأنه إذا فرضنا أن أكثر من thread استطاع اجتياز الشرط الأول (طبعا هذا وارد الحدوث في المرة الأولى التي يتم فيها استخدام الصف) وبالتالي ستقوم الـ thread الأولى بإنشاء نسخة من الصف بينما تنتظر الـ thread الأخرى تحرير القفل لتقوم هي مرة أخرى بإنشاء نسخة جديدة ثانية، وهكذا. لتجنب هذا الأمر فإنه سوف يتم إعادة فحص الشرط للتأكد أنه لم يقم thread سابق بإنشاء نسخة من الصنف قبل ذلك. مرة أخرى هذا وارد الحدوث فقط في حال multi-threading ولا يوجد نسخة للصف سابقا.

أرجوا أن أكون قد وفقت في الشرح

أضطررت لإستخدام المصطلحات الانجليزية لتفادي الوقوع في المشاكل جراء الترجمة لأن الأكثر يتبع المصطلحات الانجليزية.

المراجع:

Implementing Singleton in C#: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff650316.aspx

Style Separator فاصل الأنماط

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته،،

أهلا وسهلاً،،

بإمكانك التعرف على “فاصل الأنماط” وكيفية استخدامه

بعد مشاهدة المقطع المرئي ستكون قادر على:

  1. انشاء أنماط (Styles) واستخدامها
  2. اضافة أداة “فاصل الأنماط” إلى شريط أدوات مايكروسوفت ورد
  3. كيفية دمج الفقرات باستخدام “فاصل الأنماط”

التعامل مع القواميس Dictionaries

التعامل مع القواميس Dictionaries

بالإضافة إلى ما تعلمناه سابقا فإنه يوجد ضمن فضاء الأسماء System.Collections صفوف القواميس التي تدل من اسمها أنها مثل القاموس تقوم بتخزين قيمة تسمى “مفتاح” وقيمة تسمى “قيمة المفتاح”، وبالتالي تكون الافادة في عملية البحث عن القيمة المقابلة لمفتاح ما، من هذه الصفوف الصف Hashtable الذي يمكن استخدامه كما يلي:

Hashtable emailLookup = new Hashtable();

emailLookup.Add(“Abdulkarim2006@hotmail.com”, “Kanaan, Abdulkarim”);
emailLookup[“Abdulkarim.Kanaan@gmail.com”] = “Kanaan, Abdulkarim”;

استمر في القراءة “التعامل مع القواميس Dictionaries”

المكدس والرتل Stack & Queue

العمل مع القوائم المتسلسلة

الصف Queue(الرتل):

هذا الصف هو أحد صفوف فضاء الأسماء System.Collections يعتمد هذا الصف على القاعدة (FIFO: First In First Out) أي ما يدخل أولا من العناصر يخرج أولا (تماما مثل أي رتل نظامي)، فيقدم هذا الصف آليه سهلة بل سهلة جدا لإدخال العناصر وفق الرتل وإخراجهم من ضمن الرتل، أهم خصائص هذا الصف وإجراءاته تجدهما في الجدولين التالين:

استمر في القراءة “المكدس والرتل Stack & Queue”