"أساسيات البرمجة الوظيفية"

تعرف على أساسيات البرمجة الوظيفية

ماهي البرمجة؟ 

البرمجة هي عملية إنشاء التعليمات التي يستطيع الكمبيوتر فهمها وتنفيذها. إنها أساس جميع التقنيات المعتمدة على الكمبيوتر وأصبحت مهارة أساسية في عالم اليوم.

هناك العديد من لغات البرمجة المتاحة ، ولكل منها تركيبها وبنيتها الفريدة. تتضمن بعض لغات البرمجة الأكثر شيوعًا Python و JavaScript و C ++ و Java و C #. كل لغة لها نقاط قوتها وضعفها ، وهي مناسبة لأنواع مختلفة من المشاريع والصناعات.

من أهم جوانب البرمجة فهم كيفية التفكير مثل الكمبيوتر. أجهزة الكمبيوتر سريعة ودقيقة بشكل لا يصدق ، لكنها أيضًا حرفية للغاية في تفسيرها للتعليمات. بصفتك مبرمجًا ، من الضروري أن تكون قادرًا على التفكير المنطقي وتقسيم المشكلات إلى خطوات صغيرة يمكن التحكم فيها ويمكن للحاسوب فهمها.

جانب رئيسي آخر من البرمجة هو القدرة على كتابة تعليمات برمجية فعالة ومنظمة. تساعد ممارسات البرمجة الجيدة مثل التعليق واصطلاحات التسمية والتجريد على جعل الكود أكثر قابلية للقراءة والصيانة. هذا مهم لكل من المشاريع الفردية وللتعاون ضمن فريق من المبرمجين.

غالبًا ما تكون البرمجة أيضًا عملية تكرارية ، ويعد التصحيح جزءًا مهمًا من هذه العملية. التصحيح هو عملية تحديد وإصلاح الأخطاء في التعليمات البرمجية. يمكن أن تكون مهمة تستغرق وقتًا طويلاً ، ولكن من الضروري التأكد من أن الكود يعمل على النحو المنشود وتحديد أي مشكلات قد تنشأ وإصلاحها.

بالإضافة إلى كتابة التعليمات البرمجية ، يحتاج المبرمج أيضًا إلى أن يكون قادرًا على فهم كيفية تصميم أنظمة البرامج وهندستها ، بالإضافة إلى الاختبار والنشر والصيانة.

في الختام ، تعد البرمجة مجالًا معقدًا وصعبًا يتطلب مزيجًا من المهارات الفنية والتفكير المنطقي. إنها مهارة أساسية في عالم اليوم وأساس كل التقنيات المعتمدة على الكمبيوتر. مع التفاني والممارسة ، يمكن لأي شخص تعلم البرمجة وإنشاء برامج قوية ومبتكرة.

ما هي اساسيات البرمجة الوظيفة؟ 

تتضمن أساسيات برمجة الوظائف فهم المفاهيم والتقنيات الأساسية المستخدمة في مجال برمجة الكمبيوتر. وتشمل هذه:

1- الخوارزميات: الخوارزميات هي مجموعة من التعليمات التي يمكن للكمبيوتر اتباعها لأداء مهمة معينة. يعد فهم كيفية إنشاء الخوارزميات واستخدامها جانبًا أساسيًا من جوانب البرمجة.

2- هياكل البيانات: تُستخدم هياكل البيانات لتنظيم البيانات وتخزينها بطريقة تسهل الوصول إليها ومعالجتها. تتضمن هياكل البيانات الشائعة المصفوفات والقوائم المرتبطة والأشجار.

3-التركيب اللغوي والدلالات: لكل لغة برمجة تركيبها الفريد (طريقة كتابة الكود) ودلالاتها (معنى الكود). يعد فهم بناء الجملة ودلالات لغة البرمجة أمرًا ضروريًا لكتابة التعليمات البرمجية الصحيحة والفعالة.

4-تدفق التحكم: يشير تدفق التحكم إلى الترتيب الذي يتم تنفيذ التعليمات به. يعد فهم تدفق التحكم أمرًا مهمًا لإنشاء برامج يمكنها اتخاذ القرارات وتنفيذ إجراءات مختلفة بناءً على ظروف معينة.

5-التصحيح: التصحيح هو عملية تحديد وإصلاح الأخطاء في الكود. إنه جانب مهم من جوانب البرمجة ويتطلب مزيجًا من المعرفة التقنية ومهارات حل المشكلات.

6-البرمجة الموجهة للكائنات (OOP): OOP هو نموذج برمجة ينظم الكود في كائنات وفئات قابلة لإعادة الاستخدام. يعد فهم مفاهيم OOP مثل الوراثة وتعدد الأشكال والتغليف أمرًا ضروريًا لإنشاء برامج قابلة للصيانة وقابلة للتطوير.

7-Git والتحكم في الإصدار: Git هو نظام للتحكم في الإصدار يسمح لعدة أشخاص بالعمل في نفس المشروع في نفس الوقت دون التدخل مع بعضهم البعض ، كما يسمح git بتتبع التغييرات والتراجع إذا لزم الأمر

سننظر في كيفية دعم Python لأسلوب برمجة آخر ، البرمجة الوظيفية ، FP للاختصار ، وهو موضوع متقدم للمبتدئين في البرمجة ، حيث تحدثنا عن العودية في المقالة السابقة ، ويمكنك أن تنظر بعيدًا عنها الآن حتى تأخذ خطوة في برمجة نفسك.

يعتقد أنصار البرمجة الوظيفية أن هذا هو أفضل نهج لتطوير البرمجيات.

ما هي البرامج الوظيفية؟

يجب ألا نخلط بين البرمجة الوظيفية وأسلوب البرمجة الإلزامي الذي استخدمناه في معظم الفصول حتى الآن ، وهو يختلف نوعًا ما عن البرمجة الموجهة للكائنات من حيث أن المفاهيم التي سنراها هنا هي مفاهيم برمجة مألوفة ، لكننا نعبر عنها بطريقة مختلفة نوعًا ما. تختلف أيضًا الفلسفة التي تقوم عليها البرامج الوظيفية في حل المشكلات عن الأساليب الأخرى.

البرمجة الوظيفية هي كل شيء عن التعبيرات. في الواقع ، يمكنك القول إن البرامج الوظيفية هي برمجة موجهة للتعبير لأن كل شيء فيه ينتهي بالتعبير ، وقد ذكرنا أن التعبير عبارة عن مجموعة من العمليات والمتغيرات التي ينتج عنها قيمة ، لذا فإن x == 5 هي التعبير المنطقي ، 5 + (7-Y) هو تعبير حسابي ، و "hello world". الأحرف الكبيرة () هي تعبير سلسلة ، وهذا التعبير الأخير هو أيضًا استدعاء دالة ، أو بالأحرى استدعاء طريقة ، على كائن السلسلة " مرحبًا بالعالم "وسنرى مدى أهمية الوظائف في البرامج الوظيفية ، كما يوحي الاسم.

تُستخدم الوظائف في البرامج الوظيفية مثل الكائنات ، أي يتم تمريرها من مكان إلى آخر داخل البرنامج ، تمامًا كما يتم تمرير المتغيرات ، وقد رأينا أمثلة على ذلك في برامج الواجهة الرسومية التي أنشأناها سابقًا ، حيث قمنا بتعيين اسم الوظيفة إلى سمة الأمر لوحدة التحكم في الزر ومعاملتها على أنها وظيفة معالج الحدث. يعتبر مفهوم تمرير الوظائف في البرامج أمرًا أساسيًا للبرامج الوظيفية ، وتميل البرامج الوظيفية إلى أن تكون قائمة على القائمة.

يحاول البرنامج الوظيفي التركيز على ماهية المشكلات بدلاً من كيفية حلها ، أي أنه يصف المشكلة التي نريد حلها بدلاً من التركيز على آلية الحل نفسها ، وهناك العديد من لغات البرمجة التي تميل إلى التصرف بهذه الطريقة ، ربما الأكثر استخدامًا هو Haskell ، ويحتوي موقع Haskell على العديد من الأوراق التي تصف فلسفة البرمجة الوظيفية ، بالإضافة إلى لغة Haskell نفسها ، على الرغم من أننا نرى أنصار هذا النمط من البرمجة يبالغون في هذا الهدف.

يتم تنظيم البرنامج الوظيفي من خلال تحديد تعبير يلتقط هدف البرنامج ، وكل مصطلح في التعبير عبارة عن بيان لميزة المشكلة - ويمكن أن يكون نفس الشرط في تعبير مختلف - ونحصل على الحل عن طريق تقييم كل من هذه الشروط.

لكن هل هذه الطريقة ناجحة؟ الإجابة: في بعض الأحيان نعم ، وبكفاءة ، ولكن للأسف بالنسبة للعديد من المشكلات الأخرى ، نحتاج إلى طريقة تفكير أكثر تجريدًا ، تتأثر بشدة بالمفاهيم الرياضية ، ويصعب على المبرمج العادي قراءة الكود الناتج ، وعادة ما يكون أقصر من و أكثر موثوقية من الكود الإلزامي المقابل. تتسبب المزايا الأخيرة ، وهي الإيجاز والموثوقية ، في جعل العديد من المبرمجين الذين يستخدمون الأسلوب الموجه للكائنات أو الطريقة الإلزامية في التفكير في البرامج الوظيفية ، نظرًا لوجود العديد من الأدوات القوية التي يمكن استخدامها حتى لو لم يتحول المبرمج تمامًا إلى هذا النمط.

موثوقية البرامج الوظيفية

تنتج موثوقية البرامج الوظيفية عن العلاقة الوثيقة بين هياكل البرامج الوظيفية ولغات المواصفات الرسمية مثل: Z أو VDM. هذا خطأ! يُعرف هذا المبدأ في علوم الكمبيوتر باسم "Garbage In، Garbage Out" وهذه الصعوبة في التعبير عن متطلبات النظام بإيجاز وبشكل لا لبس فيه تظل واحدة من أكبر التحديات في هندسة البرمجيات.

كيفية تنفيذ كود بايثون الوظيفي

توفر Python العديد من الوظائف التي تسمح لنا باستخدام منظور البرمجة الوظيفية ، والوظائف مليئة بالميزات البسيطة ، مما يعني أنه يمكن كتابتها بسهولة في Python ، ولكن يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار الغرض الكامن في توفير هذه الوظائف ، وهو السماح لـ مبرمج بايثون للعمل بأسلوب البرمجة الوظيفية إذا رغب في ذلك.