البرمجة كائنية التوجّه (OOP) ومدخل لأنماط التصميم

هذا المسار عن أنماط التصميم، لكن كل نمط فيه مبني على أفكار البرمجة كائنية التوجّه (Object-Oriented Programming أو OOP). لذلك نبدأ بها: ما هي، وما المشكلة التي تحلّها، وما الركائز الأربع التي ستتكرّر في كل درس بعد هذا. بعدها نشرح ما هو "النمط" أصلًا، وكيف تمشي في المسار.

الأمثلة كلها بـ JavaScript لأنها مقروءة لمعظم المبرمجين، والأفكار نفسها موجودة في Python وJava وC++ وC# وPHP مع اختلاف في الصياغة فقط.

ما هي البرمجة كائنية التوجّه؟

بالبساطة: بدل أن يكون برنامجك بيانات متناثرة ودوال منفصلة تعدّل عليها من أي مكان، تجمع كل بيانات شيء ما مع العمليات المسموحة عليه في وحدة واحدة اسمها كائن (Object).

خذ حسابًا بنكيًا مكتوبًا بالطريقة الإجرائية:

let balance = 100;

function withdraw(amount) {
  balance -= amount;
}

withdraw(500);
console.log(balance); // -400

لا شيء يمنع السحب أكثر من الرصيد، وأي سطر في البرنامج يقدر يكتب balance = 1000000. كلما كبر البرنامج صار سؤال "مين غيّر هالقيمة؟" أصعب.

نفس الفكرة بأسلوب OOP:

class BankAccount {
  #balance = 0; // حقل خاص: لا يُقرأ ولا يُكتب إلا من داخل الكلاس

  constructor(owner, initial = 0) {
    this.owner = owner;
    this.#balance = initial;
  }

  deposit(amount) {
    if (amount <= 0) throw new Error("المبلغ لازم يكون موجب");
    this.#balance += amount;
  }

  withdraw(amount) {
    if (amount > this.#balance) throw new Error("الرصيد غير كافٍ");
    this.#balance -= amount;
  }

  get balance() {
    return this.#balance;
  }
}

const sara = new BankAccount("سارة", 100);
const omar = new BankAccount("عمر");

sara.deposit(50);
console.log(sara.balance, omar.balance); // 150 0

try {
  sara.withdraw(500);
} catch (e) {
  console.log(e.message); // الرصيد غير كافٍ
}
console.log(sara.balance); // 150 — لم يتغيّر

الآن القواعد ("لا سحب أكثر من الرصيد") تعيش في مكان واحد، ولا طريق لتغيير الرصيد إلا عبر deposit وwithdraw.

الكلاس والكائن

• الكلاس (Class) هو القالب أو التصميم: يحدّد ما هي البيانات (الخصائص) وما هي العمليات (الدوال أو methods).
• الكائن (Object أو Instance) هو نسخة حقيقية مبنية من هذا القالب بقيمها الخاصة.

في المثال فوق: BankAccount كلاس واحد، وsara وomar كائنان منه، لكل واحد رصيده المستقل. الدالة constructor تُنفَّذ مرة واحدة عند new لتجهيز الكائن.

الركائز الأربع

1) التغليف (Encapsulation)

إخفاء الحالة الداخلية للكائن وفرض الوصول إليها عبر واجهة محدّدة. في JavaScript الحديثة يتحقّق ذلك فعليًا بالحقول الخاصة #:

sara.#balance = 1000000;
// SyntaxError: Private field '#balance' must be declared in an enclosing class

sara.balance = 1000000;
// TypeError: Cannot set property balance of #<BankAccount> which has only a getter

الخطأ الأول يظهر وقت تحليل الملف قبل تنفيذ أي سطر. الثاني يظهر في الوحدات (ES modules) وأي كود بـ "use strict". في سكربت عادي غير صارم تُتجاهل عملية الكتابة بصمت ويبقى الرصيد كما هو.

خطأ شائع: وضع getter وsetter لكل حقل ليس تغليفًا. إذا كان setBalance(x) يقبل أي قيمة فأنت فقط أطلت الطريق إلى نفس المشكلة. التغليف الحقيقي هو أن تكون العمليات المتاحة هي عمليات المجال (إيداع، سحب) لا "اكتب أي قيمة".

2) التجريد (Abstraction)

من يستخدم الكائن يتعامل مع ماذا يفعل لا كيف يفعله. من يستدعي sara.withdraw(50) لا يحتاج أن يعرف هل الرصيد مخزّن في متغير أو قاعدة بيانات أو يُحسب من سجل حركات. هذا ما يسمح لك بتغيير التنفيذ الداخلي لاحقًا دون كسر من يستخدمه.

3) الوراثة (Inheritance)

كلاس جديد يأخذ سلوك كلاس موجود ويضيف عليه أو يعدّل جزءًا منه:

class Shape {
  area() {
    throw new Error("كل شكل لازم يعرّف area()");
  }
  describe() {
    return `${this.constructor.name}: ${this.area().toFixed(2)}`;
  }
}

class Circle extends Shape {
  constructor(r) {
    super();
    this.r = r;
  }
  area() {
    return Math.PI * this.r ** 2;
  }
}

class Rectangle extends Shape {
  constructor(w, h) {
    super();
    this.w = w;
    this.h = h;
  }
  area() {
    return this.w * this.h;
  }
}

Circle وRectangle ورثا describe() دون أن يكتباها. لاحظ أن super() إجباري قبل استخدام this في كلاس وارث.

4) تعدّد الأشكال (Polymorphism)

نفس الاستدعاء يعطي سلوكًا مختلفًا حسب نوع الكائن الفعلي، والكود المستدعي لا يحتاج if على النوع:

const shapes = [new Circle(1), new Rectangle(2, 3)];

for (const s of shapes) console.log(s.describe());
// Circle: 3.14
// Rectangle: 6.00

const total = shapes.reduce((sum, s) => sum + s.area(), 0);
console.log(total.toFixed(2)); // 9.14

لو أضفت غدًا Triangle لن تلمس هذه الحلقة أبدًا. هذه الفكرة بالذات (أضف نوعًا جديدًا دون تعديل الكود القائم) هي قلب أغلب أنماط التصميم في هذا المسار.

الوراثة ليست الأداة الوحيدة

الوراثة تربط الكلاس الابن بأبيه ربطًا قويًا؛ سلسلة من 4 أو 5 مستويات تصبح صعبة الفهم والتعديل. البديل الشائع هو التكوين (Composition): الكائن يحتوي كائنًا آخر ويفوّض له العمل بدل أن يرثه. كثير من الأنماط هنا (Strategy وDecorator وState) هي في الأساس طرق منظّمة لاستخدام التكوين. الفرق بالتفصيل وبمثال عملي في مقال الفرق بين Composition و Inheritance.

متى لا تحتاج OOP؟

OOP أداة وليست هدفًا. سكربت من 30 سطرًا يحوّل ملف CSV لا يحتاج كلاسات. ودالة تحسب ضريبة من رقم لا تحتاج كائنًا. OOP تُفيد عندما يكون عندك حالة تتغيّر مع الوقت، وقواعد يجب أن تبقى صحيحة عليها، وأنواع متعدّدة تتصرّف بشكل مختلف تحت نفس الواجهة. أغلب اللغات الحديثة تخلط الأسلوبين، ولا عيب في ذلك.

من OOP إلى أنماط التصميم

حين تكتب برامج كائنية فترة كافية تلاحظ أن نفس المشاكل تتكرّر: "كيف أبدّل الخوارزمية وقت التشغيل؟"، "كيف أُعلم عدة أجزاء أن شيئًا تغيّر؟"، "كيف أنشئ كائنات دون أن أربط الكود بكلاس محدّد؟". نمط التصميم (Design Pattern) هو وصف مُجرَّب لحل إحدى هذه المشاكل المتكرّرة: ليس مكتبة تنزّلها ولا كودًا تنسخه، بل هيكل تطبّقه على مشكلتك بلغتك.

أشهر مرجع لها كتاب Design Patterns الصادر عام 1994 لأربعة مؤلفين يُعرفون بـ "عصابة الأربعة" (Gang of Four أو GoF)، ووثّق 23 نمطًا في ثلاث فئات:

أهم فائدة عملية للأنماط هي اللغة المشتركة: حين تقول لزميلك "نستخدم Observer هنا" يفهم الهيكل كله في كلمة.

الخطأ الأكثر شيوعًا بعد تعلّم الأنماط: تطبيقها في كل مكان. النمط له تكلفة (كلاسات وطبقات إضافية). استخدمه حين تظهر المشكلة التي يحلّها فعلًا، لا قبلها. درس الأنماط المضادة يعرض ما يحدث حين ننسى ذلك.

مبادئ SOLID باختصار

خمسة مبادئ تصميم تتكرّر خلف الأنماط. هنا تعريف سطر واحد لكل منها، والتطبيق العملي بأمثلة قبل وبعد في درس مبادئ SOLID — تطبيق عملي:

كيف تمشي في المسار

• المتطلّب السابق: أن تكون كتبت كلاسات في لغة واحدة على الأقل. إن لم تفعل، ابدأ بدرس الكلاسات في لغتك: JavaScript، Python، Java، C++ أو PHP.
• الترتيب المقترح: ابدأ بـ Strategy ثم Observer ثم Decorator؛ الثلاثة يوضّحون فكرة "التكوين بدل الوراثة" بأبسط شكل. بعدها الأنماط الإنشائية، ثم الباقي.
• قبل المشروع الختامي: مرّ على SOLID وحقن التبعية، ثم طبّق كل شيء في المشروع الختامي.

🎯 التالي: نمط Strategy