أنماط مُزَيِّن وحدة JavaScript: تحسين السلوك

في المشهد المتطور باستمرار لتطوير JavaScript، تعتبر كتابة تعليمات برمجية نظيفة وقابلة للصيانة وإعادة الاستخدام أمرًا بالغ الأهمية. تقدم أنماط مُزَيِّن الوحدة تقنية قوية لتعزيز سلوك وحدات JavaScript دون تعديل منطقها الأساسي. يعزز هذا النهج فصل الاهتمامات، مما يجعل التعليمات البرمجية الخاصة بك أكثر مرونة وقابلية للاختبار وأسهل للفهم.

ما هي مُزَيِّنات الوحدة؟

مُزَيِّن الوحدة هو دالة تأخذ وحدة (عادةً دالة أو فئة) كمدخل وتعيد نسخة مُعدلة من تلك الوحدة. يضيف المُزَيِّن أو يعدل سلوك الوحدة الأصلية دون تغيير رمز المصدر الخاص بها مباشرةً. يلتزم هذا بمبدأ الفتح/الإغلاق، الذي ينص على أن الكيانات البرمجية (الفئات والوحدات والدوال وما إلى ذلك) يجب أن تكون مفتوحة للتوسيع ولكن مغلقة للتعديل.

فكر في الأمر على أنه إضافة طبقات إضافية إلى البيتزا. تظل البيتزا الأساسية (الوحدة الأصلية) كما هي، ولكنك قمت بتحسينها بنكهات وميزات إضافية (إضافات المُزَيِّن).

فوائد استخدام مُزَيِّنات الوحدة

• تحسين إعادة استخدام التعليمات البرمجية: يمكن تطبيق المُزَيِّنات على وحدات متعددة، مما يسمح لك بإعادة استخدام تحسينات السلوك عبر قاعدة التعليمات البرمجية الخاصة بك.
• تحسين قابلية الصيانة: من خلال فصل الاهتمامات، تسهل المُزَيِّنات فهم وتعديل واختبار الوحدات الفردية وتحسيناتها.
• زيادة المرونة: توفر المُزَيِّنات طريقة مرنة لإضافة أو تعديل الوظائف دون تغيير رمز الوحدة الأصلية.
• الالتزام بمبدأ الفتح/الإغلاق: تمكنك المُزَيِّنات من توسيع وظائف الوحدات دون تعديل رمز المصدر الخاص بها مباشرةً، مما يعزز قابلية الصيانة ويقلل من خطر إدخال الأخطاء.
• تحسين قابلية الاختبار: يمكن اختبار الوحدات المُزَيَّنة بسهولة عن طريق محاكاة أو إنشاء نماذج أولية لدوال المُزَيِّن.

المفاهيم الأساسية والتنفيذ

في جوهرها، مُزَيِّن الوحدة هو دالة ذات ترتيب أعلى. تأخذ دالة (أو فئة) كمعامل وتعيد دالة (أو فئة) جديدة مُعدلة. المفتاح هو فهم كيفية معالجة الدالة الأصلية وإضافة السلوك المطلوب.

مثال أساسي للمُزَيِّن (مُزَيِّن الدالة)

لنبدأ بمثال بسيط لتزيين دالة لتسجيل وقت تنفيذها:

            function timingDecorator(func) {
  return function(...args) {
    const start = performance.now();
    const result = func.apply(this, args);
    const end = performance.now();
    console.log(`Function ${func.name} took ${end - start}ms`);
    return result;
  };
}

function myExpensiveFunction(n) {
  let result = 0;
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    result += i;
  }
  return result;
}

const decoratedFunction = timingDecorator(myExpensiveFunction);

console.log(decoratedFunction(100000));

            

              
                Copy
              
            
          

في هذا المثال، timingDecorator هي دالة المُزَيِّن. تأخذ myExpensiveFunction كمدخل وتعيد دالة جديدة تغلف الدالة الأصلية. تقيس هذه الدالة الجديدة وقت التنفيذ وتسجله في وحدة التحكم.

مُزَيِّنات الفئة (اقتراح مُزَيِّنات ES)

يقدم اقتراح مُزَيِّنات ECMAScript (حاليًا في المرحلة 3) صيغة أكثر أناقة لتزيين الفئات وأعضاء الفئة. على الرغم من أنها لم يتم توحيدها بالكامل بعد عبر جميع بيئات JavaScript، إلا أنها تكتسب زخمًا وتدعمها أدوات مثل Babel و TypeScript.

إليك مثال لمُزَيِّن فئة:

            // Requires a transpiler like Babel with the decorators plugin

function LogClass(constructor) {
  return class extends constructor {
    constructor(...args) {
      super(...args);
      console.log(`Creating a new instance of ${constructor.name}`);
    }
  };
}

@LogClass
class MyClass {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  greet() {
    console.log(`Hello, ${this.name}!`);
  }
}

const instance = new MyClass("Alice");
instance.greet();

            

              
                Copy
              
            
          

في هذه الحالة، @LogClass هو مُزَيِّن، عند تطبيقه على MyClass، يعزز مُنشئها لتسجيل رسالة كلما تم إنشاء مثيل جديد للفئة.

مُزَيِّنات الطريقة (اقتراح مُزَيِّنات ES)

يمكنك أيضًا تزيين الطرق الفردية داخل الفئة:

            // Requires a transpiler like Babel with the decorators plugin

function LogMethod(target, propertyKey, descriptor) {
  const originalMethod = descriptor.value;

  descriptor.value = function(...args) {
    console.log(`Calling method ${propertyKey} with arguments: ${args}`);
    const result = originalMethod.apply(this, args);
    console.log(`Method ${propertyKey} returned: ${result}`);
    return result;
  };
  return descriptor;
}

class MyClass {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  @LogMethod
  add(a, b) {
    return a + b;
  }
}

const instance = new MyClass("Bob");
instance.add(5, 3);

            

              
                Copy
              
            
          

هنا، @LogMethod يزين طريقة add، ويسجل الوسائط التي تم تمريرها إلى الطريقة والقيمة التي تُرجعها.

أنماط مُزَيِّن الوحدة الشائعة

يمكن استخدام مُزَيِّنات الوحدة لتنفيذ أنماط تصميم مختلفة وإضافة اهتمامات شاملة لوحداتك. فيما يلي بعض الأمثلة الشائعة:

1. مُزَيِّن التسجيل

كما هو موضح في الأمثلة السابقة، تضيف مُزَيِّنات التسجيل وظائف التسجيل إلى الوحدات، مما يوفر رؤى حول سلوكها وأدائها. هذا مفيد للغاية لتصحيح الأخطاء ومراقبة التطبيقات.

مثال: يمكن لمُزَيِّن التسجيل تسجيل استدعاءات الدوال والوسائط والقيم المرجعية وأوقات التنفيذ إلى خدمة تسجيل مركزية. هذا ذو قيمة خاصة في الأنظمة الموزعة أو هياكل الخدمات الصغيرة حيث يكون تتبع الطلبات عبر خدمات متعددة أمرًا بالغ الأهمية.

2. مُزَيِّن التخزين المؤقت

تقوم مُزَيِّنات التخزين المؤقت بتخزين نتائج استدعاءات الدوال باهظة الثمن مؤقتًا، مما يحسن الأداء عن طريق تقليل الحاجة إلى إعادة حساب نفس القيم بشكل متكرر.

            function cacheDecorator(func) {
  const cache = new Map();

  return function(...args) {
    const key = JSON.stringify(args);
    if (cache.has(key)) {
      console.log("Fetching from cache");
      return cache.get(key);
    }

    const result = func.apply(this, args);
    cache.set(key, result);
    return result;
  };
}

function expensiveCalculation(n) {
  console.log("Performing expensive calculation");
  // Simulate a time-consuming operation
  let result = 0;
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    result += Math.sqrt(i);
  }
  return result;
}

const cachedCalculation = cacheDecorator(expensiveCalculation);

console.log(cachedCalculation(1000));
console.log(cachedCalculation(1000)); // Fetches from cache

            

              
                Copy
              
            
          

مثال التدويل: ضع في اعتبارك تطبيقًا يحتاج إلى عرض أسعار صرف العملات. يمكن لمُزَيِّن التخزين المؤقت تخزين نتائج استدعاءات API لخدمة تحويل العملات، مما يقلل من عدد الطلبات المقدمة ويحسن تجربة المستخدم، خاصةً للمستخدمين الذين لديهم اتصالات إنترنت أبطأ أو أولئك الموجودين في مناطق ذات زمن انتقال مرتفع.

3. مُزَيِّن المصادقة

تقيد مُزَيِّنات المصادقة الوصول إلى وحدات أو دوال معينة بناءً على حالة مصادقة المستخدم. هذا يساعد على تأمين تطبيقك ومنع الوصول غير المصرح به.

            function authenticationDecorator(func) {
  return function(...args) {
    if (isAuthenticated()) { // Replace with your authentication logic
      return func.apply(this, args);
    } else {
      console.log("Authentication required");
      return null; // Or throw an error
    }
  };
}

function isAuthenticated() {
  // Replace with your actual authentication check
  return true; // For demonstration purposes
}

function sensitiveOperation() {
  console.log("Performing sensitive operation");
}

const authenticatedOperation = authenticationDecorator(sensitiveOperation);

authenticatedOperation();

            

              
                Copy
              
            
          

السياق العالمي: في منصة التجارة الإلكترونية العالمية، يمكن استخدام مُزَيِّن المصادقة لتقييد الوصول إلى وظائف إدارة الطلبات للموظفين المصرح لهم فقط. ستحتاج الدالة isAuthenticated() إلى التحقق من أدوار المستخدم وأذوناته بناءً على نموذج أمان النظام الأساسي، والذي قد يختلف اعتمادًا على اللوائح الإقليمية.

4. مُزَيِّن التحقق من الصحة

تتحقق مُزَيِّنات التحقق من الصحة من معلمات الإدخال لدالة قبل التنفيذ، مما يضمن سلامة البيانات ويمنع الأخطاء.

            function validationDecorator(validator) {
  return function(func) {
    return function(...args) {
      const validationResult = validator(args);
      if (validationResult.isValid) {
        return func.apply(this, args);
      } else {
        console.error("Validation failed:", validationResult.errorMessage);
        throw new Error(validationResult.errorMessage);
      }
    };
  };
}

function createUserValidator(args) {
  const [username, email] = args;
  if (!username) {
    return { isValid: false, errorMessage: "Username is required" };
  }
  if (!email.includes("@")) {
    return { isValid: false, errorMessage: "Invalid email format" };
  }
  return { isValid: true };
}

function createUser(username, email) {
  console.log(`Creating user with username: ${username} and email: ${email}`);
}

const validatedCreateUser = validationDecorator(createUserValidator)(createUser);

validatedCreateUser("john.doe", "john.doe@example.com");
validatedCreateUser("jane", "invalid-email");

            

              
                Copy
              
            
          

التوطين والتحقق من الصحة: يمكن استخدام مُزَيِّن التحقق من الصحة في نموذج عنوان عالمي للتحقق من الرموز البريدية بناءً على بلد المستخدم. ستحتاج الدالة validator إلى استخدام قواعد التحقق من الصحة الخاصة بالبلد، والتي يمكن جلبها من واجهة برمجة تطبيقات خارجية أو ملف تكوين. هذا يضمن أن بيانات العنوان متوافقة مع المتطلبات البريدية لكل منطقة.

5. مُزَيِّن إعادة المحاولة

تعيد مُزَيِّنات إعادة المحاولة محاولة استدعاء الدالة تلقائيًا إذا فشلت، مما يحسن مرونة تطبيقك، خاصةً عند التعامل مع الخدمات غير الموثوقة أو اتصالات الشبكة.

            function retryDecorator(maxRetries) {
  return function(func) {
    return async function(...args) {
      let retries = 0;
      while (retries < maxRetries) {
        try {
          const result = await func.apply(this, args);
          return result;
        } catch (error) {
          console.error(`Attempt ${retries + 1} failed:`, error);
          retries++;
          await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 1000)); // Wait 1 second before retrying
        }
      }
      throw new Error(`Function failed after ${maxRetries} retries`);
    };
  };
}

async function fetchData() {
  // Simulate a function that might fail
  if (Math.random() < 0.5) {
    throw new Error("Failed to fetch data");
  }
  return "Data fetched successfully!";
}

const retryFetchData = retryDecorator(3)(fetchData);

retryFetchData()
  .then(data => console.log(data))
  .catch(error => console.error("Final error:", error));

            

              
                Copy
              
            
          

مرونة الشبكة: في المناطق التي بها اتصالات إنترنت غير مستقرة، يمكن أن يكون مُزَيِّن إعادة المحاولة لا يقدر بثمن لضمان نجاح العمليات الهامة، مثل إرسال الطلبات أو حفظ البيانات، في النهاية. يجب أن يكون عدد مرات إعادة المحاولة والتأخير بين عمليات إعادة المحاولة قابلاً للتكوين بناءً على البيئة المحددة وحساسية العملية.

التقنيات المتقدمة

الجمع بين المُزَيِّنات

يمكن دمج المُزَيِّنات لتطبيق تحسينات متعددة على وحدة واحدة. يتيح لك هذا إنشاء سلوك معقد وعالي التخصيص دون تعديل رمز الوحدة الأصلية.

            //Requires transpilation (Babel/Typescript)
function ReadOnly(target, name, descriptor) {
    descriptor.writable = false;
    return descriptor;
}

function Trace(target, name, descriptor) {
    const original = descriptor.value;
    descriptor.value = function (...args) {
        console.log(`TRACE: Calling ${name} with arguments: ${args}`);
        const result = original.apply(this, args);
        console.log(`TRACE: ${name} returned: ${result}`);
        return result;
    };
    return descriptor;
}

class Calculator {
    constructor(value) {
        this.value = value;
    }

    @Trace
    add(amount) {
        this.value += amount;
        return this.value;
    }

    @ReadOnly
    @Trace
    getValue() {
        return this.value;
    }
}

const calc = new Calculator(10);
calc.add(5); // Output will include TRACE messages
console.log(calc.getValue()); // Output will include TRACE messages

try{
    calc.getValue = function(){ return "hacked!"; }
} catch(e){
    console.log("Cannot overwrite ReadOnly property");
}

            

              
                Copy
              
            
          

مصانع المُزَيِّن

مصنع المُزَيِّن هو دالة تُرجع مُزَيِّنًا. يتيح لك هذا تحديد معلمات المُزَيِّنات الخاصة بك وتكوين سلوكها بناءً على متطلبات محددة.

            function retryDecoratorFactory(maxRetries, delay) {
  return function(func) {
    return async function(...args) {
      let retries = 0;
      while (retries < maxRetries) {
        try {
          const result = await func.apply(this, args);
          return result;
        } catch (error) {
          console.error(`Attempt ${retries + 1} failed:`, error);
          retries++;
          await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, delay));
        }
      }
      throw new Error(`Function failed after ${maxRetries} retries`);
    };
  };
}

// Use the factory to create a retry decorator with specific parameters
const retryFetchData = retryDecoratorFactory(5, 2000)(fetchData);

            

              
                Copy
              
            
          

اعتبارات وأفضل الممارسات

• فهم اقتراح مُزَيِّنات ES: إذا كنت تستخدم اقتراح مُزَيِّنات ES، فتعرف على بناء الجملة والدلالات. كن على علم بأنه لا يزال اقتراحًا وقد يتغير في المستقبل.
• استخدم المترجمات: إذا كنت تستخدم اقتراح مُزَيِّنات ES، فستحتاج إلى مترجم مثل Babel أو TypeScript لتحويل التعليمات البرمجية الخاصة بك إلى تنسيق متوافق مع المتصفح.
• تجنب الإفراط في الاستخدام: على الرغم من أن المُزَيِّنات قوية، تجنب الإفراط في استخدامها. يمكن أن تجعل الكثير من المُزَيِّنات التعليمات البرمجية الخاصة بك صعبة الفهم وتصحيح الأخطاء.
• حافظ على تركيز المُزَيِّنات: يجب أن يكون لكل مُزَيِّن غرض واحد ومحدد جيدًا. هذا يجعلها أسهل للفهم وإعادة الاستخدام.
• اختبر المُزَيِّنات الخاصة بك: اختبر المُزَيِّنات الخاصة بك بدقة للتأكد من أنها تعمل كما هو متوقع ولا تقدم أي أخطاء.
• وثق المُزَيِّنات الخاصة بك: وثق المُزَيِّنات الخاصة بك بوضوح، واشرح غرضها واستخدامها وأي آثار جانبية محتملة.
• ضع في اعتبارك الأداء: يمكن أن تضيف المُزَيِّنات حملًا زائدًا إلى التعليمات البرمجية الخاصة بك. كن على دراية بآثار الأداء، خاصةً عند تزيين الدوال التي يتم استدعاؤها بشكل متكرر. استخدم تقنيات التخزين المؤقت حيثما كان ذلك مناسبًا.

أمثلة واقعية

يمكن تطبيق مُزَيِّنات الوحدة في مجموعة متنوعة من السيناريوهات الواقعية، بما في ذلك:

• الأطر والمكتبات: تستخدم العديد من أطر ومكتبات JavaScript الحديثة المُزَيِّنات على نطاق واسع لتوفير ميزات مثل حقن التبعية والتوجيه وإدارة الحالة. يعتمد Angular، على سبيل المثال، بشكل كبير على المُزَيِّنات.
• عملاء API: يمكن استخدام المُزَيِّنات لإضافة التسجيل والتخزين المؤقت والمصادقة إلى دوال عميل API.
• التحقق من صحة البيانات: يمكن استخدام المُزَيِّنات للتحقق من صحة البيانات قبل حفظها في قاعدة بيانات أو إرسالها إلى API.
• معالجة الأحداث: يمكن استخدام المُزَيِّنات لتبسيط منطق معالجة الأحداث.

الخلاصة

توفر أنماط مُزَيِّن وحدة JavaScript طريقة قوية ومرنة لتعزيز سلوك التعليمات البرمجية الخاصة بك، وتعزيز إمكانية إعادة الاستخدام وقابلية الصيانة وقابلية الاختبار. من خلال فهم المفاهيم الأساسية وتطبيق الأنماط التي تمت مناقشتها في هذه المقالة، يمكنك كتابة تطبيقات JavaScript أنظف وأكثر قوة وأكثر قابلية للتطوير. مع اكتساب اقتراح مُزَيِّنات ES اعتمادًا أوسع، ستصبح هذه التقنية أكثر انتشارًا في تطوير JavaScript الحديث. استكشف وجرب وادمج هذه الأنماط في مشاريعك للارتقاء بالتعليمات البرمجية الخاصة بك إلى المستوى التالي. لا تتردد في إنشاء مُزَيِّنات مخصصة خاصة بك مصممة خصيصًا للاحتياجات المحددة لمشاريعك.