توارث نماذج Django: النماذج المجردة مقابل توارث الجداول المتعددة

يوفر مخطط الكائنات العلائقية (ORM) في Django ميزات قوية لنمذجة البيانات والتفاعل مع قواعد البيانات. أحد الجوانب الرئيسية لتصميم قاعدة بيانات فعال في Django هو فهم واستخدام توارث النماذج. يتيح لك هذا إعادة استخدام الحقول والسلوكيات المشتركة عبر نماذج متعددة، مما يقلل من تكرار التعليمات البرمجية ويحسن إمكانية الصيانة. يقدم Django نوعين أساسيين من توارث النماذج: الفئات الأساسية المجردة وتوارث الجداول المتعددة. لكل نهج حالات استخدامه الخاصة وتداعياته على بنية قاعدة البيانات وأداء الاستعلام. تقدم هذه المقالة استكشافًا شاملاً لكلا النوعين، موجهةً لك حول متى تستخدم كل نوع وكيفية تنفيذهما بفعالية.

فهم توارث النماذج

توارث النماذج هو مفهوم أساسي في البرمجة الشيئية يتيح لك إنشاء فئات جديدة (نماذج في Django) بناءً على فئات موجودة. ترث الفئة الجديدة سمات وطرق الفئة الأصل، مما يتيح لك توسيع أو تخصيص سلوك الأصل دون إعادة كتابة التعليمات البرمجية. في Django، يُستخدم توارث النماذج لمشاركة الحقول والطرق وخيارات التعريف (meta options) عبر نماذج متعددة.

يعد اختيار النوع الصحيح للتوارث أمرًا بالغ الأهمية لبناء قاعدة بيانات جيدة التنظيم وفعالة. يمكن أن يؤدي الاستخدام غير الصحيح للتوارث إلى مشكلات في الأداء وتخطيطات معقدة لقاعدة البيانات. لذلك، فإن فهم الفروق الدقيقة لكل نهج أمر ضروري.

الفئات الأساسية المجردة

ما هي الفئات الأساسية المجردة؟

الفئات الأساسية المجردة هي نماذج مصممة ليتم التوارث منها، ولكن لا يُقصد بها أن تُنشأ منها كائنات مباشرة. إنها بمثابة مخططات لنماذج أخرى، وتحدد الحقول والطرق المشتركة التي يجب أن تكون موجودة في جميع النماذج الفرعية. في Django، تقوم بتعريف فئة أساسية مجردة عن طريق تعيين السمة abstract لفئة Meta الخاصة بالنموذج إلى True.

عندما يرث نموذج من فئة أساسية مجردة، ينسخ Django جميع الحقول والطرق المعرفة في الفئة الأساسية المجردة إلى النموذج الفرعي. ومع ذلك، لا يتم إنشاء الفئة الأساسية المجردة نفسها كجدول منفصل في قاعدة البيانات. هذا هو فرق رئيسي عن توارث الجداول المتعددة.

متى تستخدم الفئات الأساسية المجردة

تُعد الفئات الأساسية المجردة مثالية عندما يكون لديك مجموعة من الحقول المشتركة التي ترغب في تضمينها في نماذج متعددة، ولكن لا تحتاج إلى الاستعلام عن الفئة الأساسية المجردة مباشرة. تتضمن بعض حالات الاستخدام الشائعة ما يلي:

• نماذج مختومة بالوقت: إضافة حقلي created_at وupdated_at إلى نماذج متعددة.
• نماذج مرتبطة بالمستخدم: إضافة حقل user إلى النماذج المرتبطة بمستخدم معين.
• نماذج البيانات الوصفية (Metadata): إضافة حقول مثل title وdescription وkeywords لأغراض تحسين محركات البحث (SEO).

مثال على فئة أساسية مجردة

لننشئ مثالاً على فئة أساسية مجردة للنماذج المختومة بالوقت:

            
from django.db import models

class TimeStampedModel(models.Model):
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)

    class Meta:
        abstract = True

class Article(TimeStampedModel):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()

    def __str__(self):
        return self.title

class Comment(TimeStampedModel):
    article = models.ForeignKey(Article, on_delete=models.CASCADE)
    text = models.TextField()

    def __str__(self):
        return self.text

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، TimeStampedModel هي فئة أساسية مجردة تحتوي على حقلي created_at وupdated_at. يرث كل من نموذجي Article وComment من TimeStampedModel ويحصلان تلقائيًا على هذه الحقول. عند تشغيل python manage.py migrate، سيقوم Django بإنشاء جدولين، Article وComment، يحتوي كل منهما على حقلي created_at وupdated_at. لن يتم إنشاء أي جدول لـ `TimeStampedModel` نفسها.

مزايا الفئات الأساسية المجردة

• قابلية إعادة استخدام التعليمات البرمجية: تتجنب تكرار الحقول والطرق المشتركة عبر نماذج متعددة.
• مخطط قاعدة بيانات مبسط: يقلل من عدد الجداول في قاعدة البيانات، حيث أن الفئة الأساسية المجردة نفسها ليست جدولًا.
• تحسين قابلية الصيانة: تنعكس التغييرات على الفئة الأساسية المجردة تلقائيًا في جميع النماذج الفرعية.

عيوب الفئات الأساسية المجردة

• لا يوجد استعلام مباشر: لا يمكنك الاستعلام عن الفئة الأساسية المجردة مباشرة. يمكنك فقط الاستعلام عن النماذج الفرعية.
• تعدد أشكال محدود: يصعب التعامل مع حالات النماذج الفرعية المختلفة بشكل موحد إذا كنت بحاجة للوصول إلى الحقول المشتركة المعرفة في الفئة المجردة عبر استعلام واحد. ستحتاج إلى الاستعلام عن كل نموذج فرعي على حدة.

توارث الجداول المتعددة

ما هو توارث الجداول المتعددة؟

توارث الجداول المتعددة هو نوع من توارث النماذج حيث يكون لكل نموذج في التسلسل الهرمي للتوارث جدول قاعدة بيانات خاص به. عندما يرث نموذج من نموذج آخر باستخدام توارث الجداول المتعددة، ينشئ Django تلقائيًا علاقة واحد لواحد بين النموذج الفرعي والنموذج الأصلي. يتيح لك هذا الوصول إلى حقول كلا النموذجين الفرعي والأصلي من خلال كائن واحد من النموذج الفرعي.

متى تستخدم توارث الجداول المتعددة

توارث الجداول المتعددة مناسب عندما ترغب في إنشاء نماذج متخصصة لها علاقة "هي-أ" (is-a) واضحة مع نموذج أكثر عمومية. تتضمن بعض حالات الاستخدام الشائعة ما يلي:

• ملفات تعريف المستخدمين: إنشاء ملفات تعريف مستخدمين متخصصة لأنواع مختلفة من المستخدمين (مثل، العملاء، البائعين، المسؤولين).
• أنواع المنتجات: إنشاء نماذج منتجات متخصصة لأنواع مختلفة من المنتجات (مثل، الكتب، الإلكترونيات، الملابس).
• أنواع المحتوى: إنشاء نماذج محتوى متخصصة لأنواع مختلفة من المحتوى (مثل، المقالات، منشورات المدونة، الأخبار).

مثال على توارث الجداول المتعددة

لننشئ مثالاً على توارث الجداول المتعددة لملفات تعريف المستخدمين:

            
from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User

class Customer(User):
    phone_number = models.CharField(max_length=20, blank=True)
    address = models.CharField(max_length=200, blank=True)

    def __str__(self):
        return self.username

class Vendor(User):
    company_name = models.CharField(max_length=100, blank=True)
    payment_terms = models.CharField(max_length=100, blank=True)

    def __str__(self):
        return self.username

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، يرث كل من نموذجي Customer وVendor من نموذج User المدمج. ينشئ Django ثلاثة جداول: auth_user (لنموذج User)، وcustomer، وvendor. سيكون لجدول customer علاقة واحد لواحد (ضمنياً مفتاح خارجي) مع جدول auth_user. وبالمثل، سيكون لجدول vendor علاقة واحد لواحد مع جدول auth_user. يتيح لك هذا الوصول إلى حقول User القياسية (مثل، username، email، password) من خلال كائنات من نموذجي Customer وVendor.

مزايا توارث الجداول المتعددة

• علاقة "هي-أ" (is-a) واضحة: تمثل علاقة هرمية واضحة بين النماذج.
• تعدد الأشكال: يتيح لك التعامل مع كائنات النماذج الفرعية المختلفة على أنها كائنات من النموذج الأصلي. يمكنك الاستعلام عن جميع كائنات `User` والحصول على نتائج تتضمن كلاً من كائنات `Customer` و`Vendor`.
• سلامة البيانات: يفرض التكامل المرجعي بين جداول الفرعية والأصل من خلال علاقة واحد لواحد.

عيوب توارث الجداول المتعددة

• زيادة تعقيد قاعدة البيانات: ينشئ المزيد من الجداول في قاعدة البيانات، مما قد يزيد التعقيد ويحتمل أن يبطئ الاستعلامات.
• أداء زائد: يمكن أن يكون استعلام البيانات التي تمتد عبر جداول متعددة أقل كفاءة من الاستعلام عن جدول واحد.
• احتمال تكرار البيانات: إذا لم تكن حذرًا، قد ينتهي بك الأمر بتخزين نفس البيانات في جداول متعددة.

النماذج الوكيلة (Proxy Models)

على الرغم من أنها ليست نوعًا من توارث النماذج بنفس طريقة الفئات الأساسية المجردة وتوارث الجداول المتعددة، إلا أن النماذج الوكيلة تستحق الذكر في هذا السياق. يسمح لك النموذج الوكيل بتعديل سلوك النموذج دون تغيير جدول قاعدة بياناته. تقوم بتعريف نموذج وكيل عن طريق تعيين proxy = True في فئة Meta الخاصة بالنموذج.

متى تستخدم النماذج الوكيلة

تكون النماذج الوكيلة مفيدة عندما ترغب في:

• إضافة طرق مخصصة إلى نموذج: دون تغيير حقول النموذج أو علاقاته.
• تغيير الترتيب الافتراضي لنموذج: لعروض أو سياقات محددة.
• إدارة نموذج باستخدام تطبيق Django مختلف: مع الحفاظ على جدول قاعدة البيانات الأساسي في التطبيق الأصلي.

مثال على نموذج وكيل

            
from django.db import models

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    published = models.BooleanField(default=False)

    def __str__(self):
        return self.title

class PublishedArticle(Article):
    class Meta:
        proxy = True
        ordering = ['-title']

    def get_absolute_url(self):
        return f'/articles/{self.pk}/'

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، PublishedArticle هو نموذج وكيل لـ Article. يستخدم نفس جدول قاعدة البيانات مثل Article ولكنه يحتوي على ترتيب افتراضي مختلف (ordering = ['-title']) ويضيف طريقة مخصصة (get_absolute_url). لا يتم إنشاء جدول جديد.

اختيار النوع الصحيح من التوارث

يلخص الجدول التالي الاختلافات الرئيسية بين الفئات الأساسية المجردة وتوارث الجداول المتعددة:

فيما يلي دليل لاتخاذ القرار لمساعدتك في اختيار النوع الصحيح من التوارث:

• هل تحتاج إلى الاستعلام عن الفئة الأساسية مباشرة؟ إذا كانت الإجابة نعم، استخدم توارث الجداول المتعددة. إذا كانت لا، ففكر في الفئات الأساسية المجردة.
• هل تقوم بإنشاء نماذج متخصصة ذات علاقة "هي-أ" (is-a) واضحة؟ إذا كانت الإجابة نعم، استخدم توارث الجداول المتعددة.
• هل تحتاج بشكل أساسي إلى مشاركة الحقول والطرق المشتركة؟ إذا كانت الإجابة نعم، استخدم الفئات الأساسية المجردة.
• هل تشعر بالقلق بشأن تعقيد قاعدة البيانات والأداء الزائد؟ إذا كانت الإجابة نعم، ففضل الفئات الأساسية المجردة.

أفضل الممارسات لتوارث النماذج

فيما يلي بعض أفضل الممارسات التي يجب اتباعها عند استخدام توارث النماذج في Django:

• الحفاظ على تسلسلات التوارث ضحلة: يمكن أن تصبح تسلسلات التوارث العميقة صعبة الفهم والصيانة. حدد عدد المستويات في تسلسل التوارث الخاص بك.
• استخدام أسماء ذات معنى: اختر أسماء وصفية لنماذجك وحقولك لتحسين قابلية قراءة التعليمات البرمجية.
• توثيق نماذجك: أضف سلاسل التوثيق (docstrings) إلى نماذجك لشرح غرضها وسلوكها.
• اختبار نماذجك بدقة: اكتب اختبارات الوحدة للتأكد من أن نماذجك تتصرف كما هو متوقع.
• فكر في استخدام الميكسِنات (mixins): الميكسِنات هي فئات توفر وظائف قابلة لإعادة الاستخدام يمكن إضافتها إلى نماذج متعددة. يمكن أن تكون بديلاً جيدًا للتوارث في بعض الحالات. الميكسِن هو فئة توفر وظائف ليتم توريثها بواسطة فئات أخرى. إنه ليس فئة أساسية ولكنه وحدة توفر سلوكًا محددًا. على سبيل المثال، يمكنك إنشاء `LoggableMixin` لتسجيل التغييرات على النموذج تلقائيًا.
• مراعاة أداء قاعدة البيانات: استخدم أدوات مثل Django Debug Toolbar لتحليل أداء الاستعلامات وتحديد الاختناقات المحتملة.
• النظر في تطبيع قاعدة البيانات: تجنب تخزين نفس البيانات في أماكن متعددة. تطبيع قاعدة البيانات هو تقنية تستخدم لتقليل التكرار وتحسين تكامل البيانات عن طريق تنظيم البيانات في جداول بطريقة تضمن بها قيود تكامل قاعدة البيانات فرض التبعيات بشكل صحيح.

أمثلة عملية من جميع أنحاء العالم

فيما يلي بعض الأمثلة العالمية التي توضح استخدام توارث النماذج في تطبيقات مختلفة:

• منصة التجارة الإلكترونية (عالمية):
  • يمكن استخدام توارث الجداول المتعددة لنمذجة أنواع مختلفة من المنتجات (على سبيل المثال، PhysicalProduct, DigitalProduct, Service). يمكن أن يكون لكل نوع منتج سماته الخاصة مع وراثة السمات المشتركة مثل الاسم والوصف والسعر من نموذج منتج أساسي. هذا مفيد بشكل خاص للتجارة الإلكترونية الدولية، حيث تتطلب اختلافات المنتجات بسبب اللوائح أو اللوجستيات نماذج مميزة.
  • يمكن استخدام الفئات الأساسية المجردة لإضافة حقول مشتركة مثل 'shipping_weight' و'dimensions' إلى جميع المنتجات المادية، أو 'download_link' و'file_size' إلى جميع المنتجات الرقمية.
• نظام إدارة العقارات (دولي):
  • يمكن لتوارث الجداول المتعددة نمذجة أنواع مختلفة من العقارات (على سبيل المثال، ResidentialProperty, CommercialProperty, Land). يمكن أن يكون لكل نوع حقول فريدة مثل 'number_of_bedrooms' للعقارات السكنية أو 'floor_area_ratio' للعقارات التجارية، مع وراثة الحقول المشتركة مثل 'address' و'price' من نموذج عقار أساسي.
  • يمكن للفئات الأساسية المجردة إضافة حقول مشتركة مثل 'listing_date' و'available_date' لتتبع توفر العقار.
• منصة تعليمية (عالمية):
  • يمكن لتوارث الجداول المتعددة تمثيل أنواع مختلفة من الدورات (على سبيل المثال، OnlineCourse, InPersonCourse, Workshop). قد تحتوي الدورات عبر الإنترنت على سمات مثل 'video_url' و'duration'، بينما قد تحتوي الدورات الحضورية على سمات مثل 'location' و'schedule'، مع وراثة السمات المشتركة مثل 'title' و'description' من نموذج دورة أساسي. هذا مفيد في أنظمة التعليم المتنوعة عالميًا التي تقدم طرق توصيل مختلفة.
  • يمكن للفئات الأساسية المجردة إضافة حقول مشتركة مثل 'difficulty_level' و'language' لضمان الاتساق عبر جميع الدورات.

الخلاصة

توارث نماذج Django هو أداة قوية لبناء مخططات قواعد بيانات جيدة التنظيم وقابلة للصيانة. من خلال فهم الاختلافات بين الفئات الأساسية المجردة وتوارث الجداول المتعددة، يمكنك اختيار النهج الصحيح لحالة الاستخدام الخاصة بك. تذكر أن تأخذ في الاعتبار المفاضلات بين قابلية إعادة استخدام التعليمات البرمجية، وتعقيد قاعدة البيانات، والأداء الزائد عند اتخاذ قرارك. سيساعدك اتباع أفضل الممارسات الموضحة في هذه المقالة على إنشاء تطبيقات Django فعالة وقابلة للتوسع.