مزخرفات جافا سكريبت: إطلاق العنان للبيانات الوصفية وتعديل الشيفرة البرمجية

تقدم مزخرفات جافا سكريبت طريقة قوية وأنيقة لإضافة بيانات وصفية وتعديل سلوك الأصناف (classes)، والدوال (methods)، والخصائص (properties)، والمعاملات (parameters). إنها توفر صيغة تعريفية (declarative syntax) لتحسين الشيفرة البرمجية بالاهتمامات الشاملة (cross-cutting concerns) مثل التسجيل (logging)، والتحقق من الصحة (validation)، والترخيص (authorization)، وغير ذلك الكثير. على الرغم من أنها لا تزال ميزة جديدة نسبيًا، إلا أن المزخرفات تكتسب شعبية، خاصة في تايب سكريبت (TypeScript)، وتعد بتحسين قابلية قراءة الشيفرة وصيانتها وإعادة استخدامها. يستكشف هذا المقال قدرات مزخرفات جافا سكريبت، ويقدم أمثلة عملية ورؤى للمطورين في جميع أنحاء العالم.

ما هي مزخرفات جافا سكريبت؟

المزخرفات هي في الأساس دوال تغلف دوال أو أصناف أخرى. إنها توفر طريقة لتعديل أو تحسين سلوك العنصر المزخرف دون تغيير شيفرته الأصلية مباشرة. تستخدم المزخرفات الرمز @ متبوعًا باسم دالة لتزيين الأصناف أو الدوال أو وحدات الوصول (accessors) أو الخصائص أو المعاملات.

اعتبرها بمثابة سكر نحوي (syntactic sugar) للدوال عالية الرتبة (higher-order functions)، حيث تقدم طريقة أنظف وأكثر قابلية للقراءة لتطبيق الاهتمامات الشاملة على شيفرتك. تمكّنك المزخرفات من فصل الاهتمامات بفعالية، مما يؤدي إلى تطبيقات أكثر نمطية (modular) وقابلية للصيانة.

أنواع المزخرفات

تأتي مزخرفات جافا سكريبت في عدة أنواع، يستهدف كل منها عناصر مختلفة من شيفرتك:

• مزخرفات الأصناف (Class Decorators): تُطبق على الأصناف بأكملها، مما يسمح بتعديل أو تحسين سلوك الصنف.
• مزخرفات الدوال (Method Decorators): تُطبق على الدوال داخل الصنف، مما يتيح المعالجة المسبقة أو اللاحقة لاستدعاءات الدوال.
• مزخرفات وحدات الوصول (Accessor Decorators): تُطبق على دوال الجلب أو التعيين (getter أو setter)، مما يوفر التحكم في الوصول إلى الخصائص وتعديلها.
• مزخرفات الخصائص (Property Decorators): تُطبق على خصائص الصنف، مما يسمح بتعديل واصفات الخصائص (property descriptors).
• مزخرفات المعاملات (Parameter Decorators): تُطبق على معاملات الدوال، مما يتيح تمرير بيانات وصفية حول معاملات محددة.

الصيغة الأساسية

صيغة تطبيق المزخرف بسيطة ومباشرة:

@decoratorName
class MyClass {
  @methodDecorator
  myMethod( @parameterDecorator param: string ) {
    @propertyDecorator
    myProperty: number;
  }
}

فيما يلي شرح تفصيلي:

• @decoratorName: يطبق الدالة decoratorName على الصنف MyClass.
• @methodDecorator: يطبق الدالة methodDecorator على الدالة myMethod.
• @parameterDecorator param: string: يطبق الدالة parameterDecorator على المعامل param للدالة myMethod.
• @propertyDecorator myProperty: number: يطبق الدالة propertyDecorator على الخاصية myProperty.

مزخرفات الأصناف: تعديل سلوك الصنف

مزخرفات الأصناف هي دوال تتلقى الدالة البانية (constructor) للصنف كوسيط. يمكن استخدامها من أجل:

• تعديل النموذج الأولي (prototype) للصنف.
• استبدال الصنف بصنف جديد.
• إضافة بيانات وصفية إلى الصنف.

مثال: تسجيل إنشاء الصنف

تخيل أنك تريد تسجيل كل مرة يتم فيها إنشاء نسخة جديدة من صنف ما. يمكن لمزخرف الصنف تحقيق ذلك:

function logClassCreation(constructor: Function) {
  return class extends constructor {
    constructor(...args: any[]) {
      console.log(`يتم إنشاء نسخة جديدة من ${constructor.name}`);
      super(...args);
    }
  };
}

@logClassCreation
class User {
  name: string;

  constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }
}

const user = new User("Alice"); // المخرج: يتم إنشاء نسخة جديدة من User

في هذا المثال، يستبدل logClassCreation الصنف الأصلي User بصنف جديد يمتد منه. تقوم الدالة البانية للصنف الجديد بتسجيل رسالة ثم تستدعي الدالة البانية الأصلية باستخدام super.

مزخرفات الدوال: تحسين وظائف الدوال

تتلقى مزخرفات الدوال ثلاثة وسائط:

• الكائن الهدف (إما النموذج الأولي للصنف أو الدالة البانية للصنف للدوال الساكنة).
• اسم الدالة التي يتم تزيينها.
• واصف الخاصية (property descriptor) للدالة.

يمكن استخدامها من أجل:

• تغليف الدالة بمنطق إضافي.
• تعديل سلوك الدالة.
• إضافة بيانات وصفية إلى الدالة.

مثال: تسجيل استدعاءات الدوال

لنقم بإنشاء مزخرف دالة يسجل كل مرة يتم فيها استدعاء دالة، جنبًا إلى جنب مع وسائطها:

function logMethodCall(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
  const originalMethod = descriptor.value;

  descriptor.value = function (...args: any[]) {
    console.log(`استدعاء الدالة ${propertyKey} بالوسائط: ${JSON.stringify(args)}`);
    const result = originalMethod.apply(this, args);
    console.log(`الدالة ${propertyKey} أعادت القيمة: ${result}`);
    return result;
  };

  return descriptor;
}

class Calculator {
  @logMethodCall
  add(x: number, y: number): number {
    return x + y;
  }
}

const calculator = new Calculator();
const sum = calculator.add(5, 3); // المخرج: استدعاء الدالة add بالوسائط: [5,3]
                                 //         الدالة add أعادت القيمة: 8

يقوم المزخرف logMethodCall بتغليف الدالة الأصلية. قبل تنفيذ الدالة الأصلية، يسجل اسم الدالة والوسائط. بعد التنفيذ، يسجل القيمة المعادة.

مزخرفات وحدات الوصول: التحكم في الوصول إلى الخصائص

تشبه مزخرفات وحدات الوصول مزخرفات الدوال ولكنها تنطبق تحديدًا على دوال الجلب والتعيين (accessors). تتلقى نفس الوسائط الثلاثة مثل مزخرفات الدوال:

• الكائن الهدف.
• اسم وحدة الوصول.
• واصف الخاصية.

يمكن استخدامها من أجل:

• التحكم في الوصول إلى الخاصية.
• التحقق من صحة القيمة التي يتم تعيينها.
• إضافة بيانات وصفية إلى الخاصية.

مثال: التحقق من صحة قيم المُعيِّن (Setter)

لنقم بإنشاء مزخرف وحدة وصول يتحقق من صحة القيمة التي يتم تعيينها لخاصية ما:

function validateAge(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
  const originalSet = descriptor.set;

  descriptor.set = function (value: number) {
    if (value < 0) {
      throw new Error("لا يمكن أن يكون العمر سالبًا");
    }
    originalSet.call(this, value);
  };

  return descriptor;
}

class Person {
  private _age: number;

  @validateAge
  set age(value: number) {
    this._age = value;
  }

  get age(): number {
    return this._age;
  }
}

const person = new Person();
person.age = 30; // يعمل بشكل جيد

try {
  person.age = -5; // يطلق خطأ: لا يمكن أن يكون العمر سالبًا
} catch (error:any) {
  console.error(error.message);
}

يعترض المزخرف validateAge دالة التعيين (setter) للخاصية age. يتحقق مما إذا كانت القيمة سالبة ويطلق خطأ إذا كانت كذلك. وإلا، فإنه يستدعي دالة التعيين الأصلية.

مزخرفات الخصائص: تعديل واصفات الخصائص

تتلقى مزخرفات الخصائص وسيطين:

• الكائن الهدف (إما النموذج الأولي للصنف أو الدالة البانية للصنف للخصائص الساكنة).
• اسم الخاصية التي يتم تزيينها.

يمكن استخدامها من أجل:

• تعديل واصف الخاصية.
• إضافة بيانات وصفية إلى الخاصية.

مثال: جعل الخاصية للقراءة فقط

لنقم بإنشاء مزخرف خاصية يجعل الخاصية للقراءة فقط:

function readOnly(target: any, propertyKey: string) {
  Object.defineProperty(target, propertyKey, {
    writable: false,
  });
}

class Configuration {
  @readOnly
  apiUrl: string = "https://api.example.com";
}

const config = new Configuration();

try {
  (config as any).apiUrl = "https://newapi.example.com"; // يطلق خطأ في الوضع الصارم (strict mode)
  console.log(config.apiUrl); // المخرج: https://api.example.com
} catch (error) {
  console.error("لا يمكن التعيين إلى خاصية للقراءة فقط 'apiUrl' للكائن '#'", error);
}

يستخدم المزخرف readOnly الدالة Object.defineProperty لتعديل واصف الخاصية، حيث يضبط writable على false. ستؤدي محاولة تعديل الخاصية الآن إلى حدوث خطأ (في الوضع الصارم) أو سيتم تجاهلها.

مزخرفات المعاملات: توفير بيانات وصفية حول المعاملات

تتلقى مزخرفات المعاملات ثلاثة وسائط:

• الكائن الهدف (إما النموذج الأولي للصنف أو الدالة البانية للصنف للدوال الساكنة).
• اسم الدالة التي يتم تزيينها.
• فهرس المعامل في قائمة معاملات الدالة.

تُستخدم مزخرفات المعاملات بشكل أقل شيوعًا من الأنواع الأخرى، ولكنها يمكن أن تكون مفيدة في السيناريوهات التي تحتاج فيها إلى ربط بيانات وصفية بمعاملات محددة.

مثال: حقن التبعية (Dependency Injection)

يمكن استخدام مزخرفات المعاملات في أطر عمل حقن التبعية لتحديد التبعيات التي يجب حقنها في دالة. بينما يتجاوز نظام حقن التبعية الكامل نطاق هذا المقال، إليك توضيح مبسط:

const dependencies: any[] = [];

function inject(token: any) {
  return function (target: any, propertyKey: string | symbol, parameterIndex: number) {
    dependencies.push({
      target,
      propertyKey,
      parameterIndex,
      token,
    });
  };
}

class UserService {
  getUser(id: number) {
    return `مستخدم بالمعرف ${id}`;
  }
}

class UserController {
  private userService: UserService;

  constructor(@inject(UserService) userService: UserService) {
    this.userService = userService;
  }

  getUser(id: number) {
    return this.userService.getUser(id);
  }
}

//استرجاع مبسط للتبعيات
const userServiceInstance = new UserService();
const userController = new UserController(userServiceInstance);
console.log(userController.getUser(123)); // المخرج: مستخدم بالمعرف 123

في هذا المثال، يخزن المزخرف @inject بيانات وصفية حول المعامل userService في مصفوفة dependencies. يمكن لحاوية حقن التبعية بعد ذلك استخدام هذه البيانات الوصفية لحل وحقن التبعية المناسبة.

التطبيقات العملية وحالات الاستخدام

يمكن تطبيق المزخرفات على مجموعة واسعة من السيناريوهات لتحسين جودة الشيفرة وقابليتها للصيانة:

• التسجيل والتدقيق (Logging and Auditing): تسجيل استدعاءات الدوال، وأوقات التنفيذ، وإجراءات المستخدم.
• التحقق من الصحة (Validation): التحقق من صحة معاملات الإدخال أو خصائص الكائن قبل المعالجة.
• الترخيص (Authorization): التحكم في الوصول إلى الدوال أو الموارد بناءً على أدوار المستخدمين أو أذوناتهم.
• التخزين المؤقت (Caching): تخزين نتائج استدعاءات الدوال المكلفة لتحسين الأداء.
• حقن التبعية (Dependency Injection): تبسيط إدارة التبعيات عن طريق حقن التبعيات تلقائيًا في الأصناف.
• إدارة المعاملات (Transaction Management): إدارة معاملات قاعدة البيانات عن طريق بدء المعاملات وتنفيذها أو التراجع عنها تلقائيًا.
• البرمجة الموجهة بالجوانب (AOP): تنفيذ الاهتمامات الشاملة مثل التسجيل والأمان وإدارة المعاملات بطريقة نمطية وقابلة لإعادة الاستخدام.
• ربط البيانات (Data Binding): تبسيط ربط البيانات في أطر عمل واجهة المستخدم عن طريق مزامنة البيانات تلقائيًا بين عناصر واجهة المستخدم ونماذج البيانات.

فوائد استخدام المزخرفات

تقدم المزخرفات العديد من الفوائد الرئيسية:

• تحسين قابلية قراءة الشيفرة: توفر المزخرفات صيغة تعريفية تجعل فهم الشيفرة وصيانتها أسهل.
• زيادة قابلية إعادة استخدام الشيفرة: يمكن إعادة استخدام المزخرفات عبر عدة أصناف ودوال، مما يقلل من تكرار الشيفرة.
• فصل الاهتمامات: تسمح لك المزخرفات بفصل الاهتمامات الشاملة عن منطق العمل الأساسي، مما يؤدي إلى شيفرة أكثر نمطية وقابلية للصيانة.
• تعزيز الإنتاجية: يمكن للمزخرفات أتمتة المهام المتكررة، مما يحرر المطورين للتركيز على جوانب أكثر أهمية من التطبيق.
• تحسين قابلية الاختبار: تسهل المزخرفات اختبار الشيفرة عن طريق عزل الاهتمامات الشاملة.

اعتبارات وأفضل الممارسات

• فهم الوسائط: يتلقى كل نوع من المزخرفات وسائط مختلفة. تأكد من فهم الغرض من كل وسيط قبل استخدامه.
• تجنب الإفراط في الاستخدام: على الرغم من قوة المزخرفات، تجنب الإفراط في استخدامها. استخدمها بحكمة لمعالجة اهتمامات شاملة محددة. يمكن أن يؤدي الاستخدام المفرط إلى صعوبة فهم الشيفرة.
• اجعل المزخرفات بسيطة: يجب أن تكون المزخرفات مركزة وتؤدي مهمة واحدة محددة جيدًا. تجنب المنطق المعقد داخل المزخرفات.
• اختبر المزخرفات بدقة: اختبر مزخرفاتك للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح ولا تقدم آثارًا جانبية غير مقصودة.
• ضع في اعتبارك الأداء: يمكن أن تضيف المزخرفات عبئًا إضافيًا على شيفرتك. ضع في اعتبارك الآثار المترتبة على الأداء، خاصة في التطبيقات ذات الأهمية الحيوية للأداء. قم بتحليل أداء شيفرتك بعناية لتحديد أي اختناقات في الأداء تسببها المزخرفات.
• التكامل مع تايب سكريبت: يوفر تايب سكريبت (TypeScript) دعمًا ممتازًا للمزخرفات، بما في ذلك التحقق من الأنواع والإكمال التلقائي. استفد من ميزات تايب سكريبت لتجربة تطوير أكثر سلاسة.
• المزخرفات الموحدة: عند العمل في فريق، فكر في إنشاء مكتبة من المزخرفات الموحدة لضمان الاتساق وتقليل تكرار الشيفرة عبر المشروع.

المزخرفات في بيئات مختلفة

بينما تعتبر المزخرفات جزءًا من مواصفات ESNext، يختلف دعمها عبر بيئات جافا سكريبت المختلفة:

• المتصفحات: لا يزال الدعم الأصلي للمزخرفات في المتصفحات في طور التطور. قد تحتاج إلى استخدام محول برمجي (transpiler) مثل Babel أو TypeScript لاستخدام المزخرفات في بيئات المتصفح. تحقق من جداول التوافق للمتصفحات المحددة التي تستهدفها.
• Node.js: لدى Node.js دعم تجريبي للمزخرفات. قد تحتاج إلى تمكين الميزات التجريبية باستخدام علامات سطر الأوامر. ارجع إلى وثائق Node.js للحصول على أحدث المعلومات حول دعم المزخرفات.
• تايب سكريبت (TypeScript): يوفر تايب سكريبت دعمًا ممتازًا للمزخرفات. يمكنك تمكين المزخرفات في ملف tsconfig.json الخاص بك عن طريق تعيين خيار المترجم experimentalDecorators إلى true. يعد تايب سكريبت البيئة المفضلة للعمل مع المزخرفات.

وجهات نظر عالمية حول المزخرفات

يختلف تبني المزخرفات عبر المناطق ومجتمعات التطوير المختلفة. في بعض المناطق، حيث يتم اعتماد تايب سكريبت على نطاق واسع (مثل أجزاء من أمريكا الشمالية وأوروبا)، يتم استخدام المزخرفات بشكل شائع. في مناطق أخرى، حيث تكون جافا سكريبت أكثر انتشارًا أو حيث يفضل المطورون أنماطًا أبسط، قد تكون المزخرفات أقل شيوعًا.

علاوة على ذلك، قد يختلف استخدام أنماط مزخرفات معينة بناءً على التفضيلات الثقافية ومعايير الصناعة. على سبيل المثال، في بعض الثقافات، يُفضل أسلوب ترميز أكثر تفصيلاً ووضوحًا، بينما في ثقافات أخرى، يُفضل أسلوب أكثر إيجازًا وتعبيرًا.

عند العمل في مشاريع دولية، من الضروري مراعاة هذه الاختلافات الثقافية والإقليمية ووضع معايير ترميز واضحة وموجزة وسهلة الفهم لجميع أعضاء الفريق. قد يتضمن ذلك توفير وثائق إضافية أو تدريب أو توجيه لضمان ارتياح الجميع لاستخدام المزخرفات.

الخاتمة

تُعد مزخرفات جافا سكريبت أداة قوية لتحسين الشيفرة البرمجية بالبيانات الوصفية وتعديل السلوك. من خلال فهم الأنواع المختلفة من المزخرفات وتطبيقاتها العملية، يمكن للمطورين كتابة شيفرة أنظف وأكثر قابلية للصيانة وإعادة الاستخدام. مع اكتساب المزخرفات لتبني أوسع، فإنها تستعد لتصبح جزءًا أساسيًا من مشهد تطوير جافا سكريبت. احتضن هذه الميزة القوية وأطلق العنان لإمكانياتها للارتقاء بشيفرتك إلى آفاق جديدة. تذكر دائمًا اتباع أفضل الممارسات ومراعاة الآثار المترتبة على الأداء عند استخدام المزخرفات في تطبيقاتك. من خلال التخطيط والتنفيذ الدقيقين، يمكن للمزخرفات أن تحسن بشكل كبير جودة وقابلية صيانة مشاريع جافا سكريبت الخاصة بك. برمجة سعيدة!