مساواة السجلات والصفوف في JavaScript: إتقان مقارنة البيانات غير القابلة للتغيير

تتطور لغة JavaScript باستمرار، حيث تقدم ميزات جديدة تمكّن المطورين من كتابة تعليمات برمجية أكثر قوة وكفاءة وسهولة في الصيانة. من بين الإضافات الأخيرة، نجد السجلات (Records) والصفوف (Tuples)، وهي هياكل بيانات غير قابلة للتغيير مصممة لتعزيز سلامة البيانات وتبسيط العمليات المعقدة. يعد فهم كيفية مقارنة هذه الأنواع الجديدة من البيانات من حيث المساواة جانبًا حاسمًا في التعامل معها، مع الاستفادة من عدم قابليتها للتغيير الكامنة لإجراء مقارنات محسّنة. يستكشف هذا المقال الفروق الدقيقة في مساواة السجلات والصفوف في JavaScript، ويقدم دليلًا شاملًا للمطورين في جميع أنحاء العالم.

مقدمة إلى السجلات والصفوف

تُعد السجلات والصفوف، وهي إضافات مقترحة لمعيار ECMAScript، نظائر غير قابلة للتغيير للكائنات والمصفوفات الحالية في JavaScript. وتتمثل خاصيتها الرئيسية في أنه بمجرد إنشائها، لا يمكن تعديل محتواها. تجلب هذه اللاتغييرية العديد من المزايا:

• تحسين الأداء: يمكن مقارنة هياكل البيانات غير القابلة للتغيير بكفاءة من حيث المساواة، غالبًا باستخدام فحوصات مرجعية بسيطة.
• تعزيز سلامة البيانات: تمنع اللاتغييرية تعديل البيانات عن طريق الخطأ، مما يؤدي إلى تطبيقات أكثر قابلية للتنبؤ وموثوقية.
• تبسيط إدارة الحالة: في التطبيقات المعقدة التي تشارك فيها مكونات متعددة البيانات، تقلل اللاتغييرية من مخاطر الآثار الجانبية غير المتوقعة وتبسط إدارة الحالة.
• تسهيل تصحيح الأخطاء: تجعل اللاتغييرية تصحيح الأخطاء أسهل حيث أن حالة البيانات مضمونة أن تكون متسقة في أي وقت.

السجلات تشبه كائنات JavaScript ولكن بخصائص غير قابلة للتغيير. والصفوف تشبه المصفوفات ولكنها أيضًا غير قابلة للتغيير. دعونا نلقي نظرة على أمثلة لكيفية إنشائها:

إنشاء السجلات

يتم إنشاء السجلات باستخدام الصيغة #{...}:

            const record1 = #{ x: 1, y: 2 };
const record2 = #{ name: "Alice", age: 30 };

            

              
                Copy
              
            
          

ستؤدي محاولة تعديل خاصية سجل إلى حدوث خطأ:

            record1.x = 3; // Throws an error

            

              
                Copy
              
            
          

إنشاء الصفوف

يتم إنشاء الصفوف باستخدام الصيغة #[...]:

            const tuple1 = #[1, 2, 3];
const tuple2 = #["apple", "banana", "cherry"];

            

              
                Copy
              
            
          

على غرار السجلات، ستؤدي محاولة تعديل عنصر في صف إلى حدوث خطأ:

            tuple1[0] = 4; // Throws an error

            

              
                Copy
              
            
          

فهم المساواة الهيكلية

يكمن الاختلاف الرئيسي بين مقارنة السجلات/الصفوف والكائنات/المصفوفات العادية في JavaScript في مفهوم المساواة الهيكلية. تعني المساواة الهيكلية أن سجلين أو صفين يعتبران متساويين إذا كان لهما نفس البنية ونفس القيم في المواضع المقابلة.

في المقابل، تتم مقارنة كائنات ومصفوفات JavaScript عن طريق المرجع. يعتبر كائنان/مصفوفتان متساويتين فقط إذا كانا يشيران إلى نفس الموقع في الذاكرة. ضع في اعتبارك المثال التالي:

            const obj1 = { x: 1, y: 2 };
const obj2 = { x: 1, y: 2 };

console.log(obj1 === obj2); // Output: false (reference comparison)

const arr1 = [1, 2, 3];
const arr2 = [1, 2, 3];

console.log(arr1 === arr2); // Output: false (reference comparison)

            

              
                Copy
              
            
          

على الرغم من أن obj1 و obj2 لهما نفس الخصائص والقيم، إلا أنهما كائنان مختلفان في الذاكرة، لذا يُرجع المعامل === القيمة false. وينطبق الشيء نفسه على arr1 و arr2.

ومع ذلك، تتم مقارنة السجلات والصفوف بناءً على محتواها، وليس على عنوانها في الذاكرة. لذلك، سيعتبر سجلان أو صفان لهما نفس البنية والقيم متساويين:

            const record1 = #{ x: 1, y: 2 };
const record2 = #{ x: 1, y: 2 };

console.log(record1 === record2); // Output: true (structural comparison)

const tuple1 = #[1, 2, 3];
const tuple2 = #[1, 2, 3];

console.log(tuple1 === tuple2); // Output: true (structural comparison)

            

              
                Copy
              
            
          

فوائد المساواة الهيكلية للبيانات غير القابلة للتغيير

تعتبر المساواة الهيكلية مناسبة بشكل طبيعي لهياكل البيانات غير القابلة للتغيير. نظرًا لأنه لا يمكن تعديل السجلات والصفوف بعد إنشائها، يمكننا أن نكون واثقين من أنه إذا كان سجلان/صفان متساويين هيكليًا في وقت ما، فسيظلان متساويين إلى أجل غير مسمى. تسمح هذه الخاصية بتحسينات كبيرة في الأداء في سيناريوهات مختلفة.

التخزين المؤقت والتذكير (Memoization)

في البرمجة الوظيفية وأطر عمل الواجهة الأمامية مثل React، يعد التذكير والتخزين المؤقت تقنيات شائعة لتحسين الأداء. يتضمن التذكير تخزين نتائج استدعاءات الدوال المكلفة وإعادة استخدامها عند مواجهة نفس المدخلات مرة أخرى. مع هياكل البيانات غير القابلة للتغيير والمساواة الهيكلية، يمكننا بسهولة تنفيذ استراتيجيات تذكير فعالة. على سبيل المثال، في React، يمكننا استخدام React.memo لمنع إعادة عرض المكونات إذا لم تتغير خصائصها (props) (والتي هي سجلات/صفوف) هيكليًا.

            import React from 'react';

const MyComponent = React.memo(function MyComponent(props) {
  // Component logic
  return <div>{props.data.value}</div>;
});

export default MyComponent;

// Usage:
const data = #{ value: 'Some data' };
<MyComponent data={data} />

            

              
                Copy
              
            
          

إذا كانت الخاصية data عبارة عن سجل، فيمكن لـ React.memo التحقق بكفاءة مما إذا كان السجل قد تغير هيكليًا، مما يتجنب عمليات إعادة العرض غير الضرورية.

إدارة محسّنة للحالة

في مكتبات إدارة الحالة مثل Redux أو Zustand، غالبًا ما تُستخدم هياكل البيانات غير القابلة للتغيير لتمثيل حالة التطبيق. عند حدوث تحديث للحالة، يتم إنشاء كائن حالة جديد مع التغييرات اللازمة. باستخدام المساواة الهيكلية، يمكننا بسهولة تحديد ما إذا كانت الحالة قد تغيرت بالفعل. إذا كانت الحالة الجديدة مساوية هيكليًا للحالة السابقة، فإننا نعلم أنه لم تحدث أي تغييرات فعلية، ويمكننا تجنب إثارة تحديثات أو عمليات إعادة عرض غير ضرورية.

            // Example using Redux (Conceptual)

const initialState = #{ count: 0 };

function reducer(state = initialState, action) {
  switch (action.type) {
    case 'INCREMENT':
      const newState = #{ ...state, count: state.count + 1 };
      // Check if the state has actually changed structurally
      if (newState === state) {
        return state; // Avoid unnecessary update
      } else {
        return newState;
      }
    default:
      return state;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

مقارنة السجلات والصفوف ذات الهياكل المختلفة

بينما تعمل المساواة الهيكلية بشكل جيد مع السجلات والصفوف ذات البنية نفسها، من المهم فهم كيفية تصرف المقارنات عندما تختلف الهياكل.

خصائص/عناصر مختلفة

تعتبر السجلات ذات الخصائص المختلفة غير متساوية، حتى لو كانت تشترك في بعض الخصائص بنفس القيم:

            const record1 = #{ x: 1, y: 2 };
const record2 = #{ x: 1, z: 3 };

console.log(record1 === record2); // Output: false

            

              
                Copy
              
            
          

وبالمثل، تعتبر الصفوف ذات الأطوال المختلفة أو العناصر المختلفة في المواضع المقابلة غير متساوية:

            const tuple1 = #[1, 2, 3];
const tuple2 = #[1, 2, 4];
const tuple3 = #[1, 2];

console.log(tuple1 === tuple2); // Output: false
console.log(tuple1 === tuple3); // Output: false

            

              
                Copy
              
            
          

السجلات والصفوف المتداخلة

تمتد المساواة الهيكلية لتشمل السجلات والصفوف المتداخلة. يعتبر سجلان/صفان متداخلان متساويين إذا كانت هياكلهما المتداخلة متساوية هيكليًا أيضًا:

            const record1 = #{ x: 1, y: #{ a: 2, b: 3 } };
const record2 = #{ x: 1, y: #{ a: 2, b: 3 } };
const record3 = #{ x: 1, y: #{ a: 2, b: 4 } };

console.log(record1 === record2); // Output: true
console.log(record1 === record3); // Output: false

const tuple1 = #[1, #[2, 3]];
const tuple2 = #[1, #[2, 3]];
const tuple3 = #[1, #[2, 4]];

console.log(tuple1 === tuple2); // Output: true
console.log(tuple1 === tuple3); // Output: false

            

              
                Copy
              
            
          

اعتبارات الأداء

توفر المساواة الهيكلية مزايا في الأداء مقارنة بخوارزميات المقارنة العميقة المستخدمة بشكل شائع لكائنات ومصفوفات JavaScript العادية. تتضمن المقارنة العميقة اجتياز بنية البيانات بأكملها بشكل تكراري لمقارنة جميع الخصائص أو العناصر. يمكن أن يكون هذا مكلفًا من الناحية الحسابية، خاصة بالنسبة للكائنات/المصفوفات الكبيرة أو المتداخلة بعمق.

تكون المساواة الهيكلية للسجلات والصفوف أسرع بشكل عام لأنها تستفيد من ضمان عدم القابلية للتغيير. يمكن لمحرك JavaScript تحسين عملية المقارنة من خلال معرفة أن بنية البيانات لن تتغير أثناء المقارنة. يمكن أن يؤدي هذا إلى تحسينات كبيرة في الأداء في السيناريوهات التي يتم فيها إجراء عمليات التحقق من المساواة بشكل متكرر.

ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن مزايا الأداء للمساواة الهيكلية تكون أكثر وضوحًا عندما تكون السجلات والصفوف صغيرة نسبيًا. بالنسبة للهياكل الكبيرة جدًا أو المتداخلة بعمق، قد يظل وقت المقارنة كبيرًا. في مثل هذه الحالات، قد يكون من الضروري النظر في تقنيات تحسين بديلة، مثل التذكير أو خوارزميات المقارنة المتخصصة.

حالات الاستخدام والأمثلة

يمكن استخدام السجلات والصفوف في سيناريوهات مختلفة حيث تكون عدم القابلية للتغيير وفحوصات المساواة الفعالة مهمة. إليك بعض حالات الاستخدام الشائعة:

• تمثيل بيانات التكوين: غالبًا ما تكون بيانات التكوين غير قابلة للتغيير، مما يجعل السجلات والصفوف مناسبة بشكل طبيعي.
• تخزين كائنات نقل البيانات (DTOs): تُستخدم DTOs لنقل البيانات بين أجزاء مختلفة من التطبيق. يضمن استخدام السجلات والصفوف بقاء البيانات متسقة أثناء النقل.
• تنفيذ هياكل البيانات الوظيفية: يمكن استخدام السجلات والصفوف كعناصر أساسية لتنفيذ هياكل بيانات وظيفية أكثر تعقيدًا، مثل القوائم والخرائط والمجموعات غير القابلة للتغيير.
• تمثيل المتجهات والمصفوفات الرياضية: يمكن استخدام الصفوف لتمثيل المتجهات والمصفوفات الرياضية، حيث غالبًا ما تكون عدم القابلية للتغيير مرغوبة للعمليات الرياضية.
• تحديد هياكل طلب/استجابة واجهة برمجة التطبيقات (API): تضمن اللاتغييرية عدم تغير الهيكل بشكل غير متوقع أثناء المعالجة.

مثال: تمثيل ملف تعريف المستخدم

فكر في تمثيل ملف تعريف مستخدم باستخدام سجل:

            const userProfile = #{
  id: 123,
  name: "John Doe",
  email: "john.doe@example.com",
  address: #{
    street: "123 Main St",
    city: "Anytown",
    country: "USA"
  }
};

            

              
                Copy
              
            
          

سجل userProfile غير قابل للتغيير، مما يضمن عدم إمكانية تعديل معلومات المستخدم عن طريق الخطأ. يمكن استخدام المساواة الهيكلية للتحقق بكفاءة مما إذا كان ملف تعريف المستخدم قد تغير، على سبيل المثال، عند تحديث واجهة المستخدم.

مثال: تمثيل الإحداثيات

يمكن استخدام الصفوف لتمثيل الإحداثيات في فضاء ثنائي أو ثلاثي الأبعاد:

            const point2D = #[10, 20]; // x, y coordinates
const point3D = #[5, 10, 15]; // x, y, z coordinates

            

              
                Copy
              
            
          

تضمن عدم قابلية الصفوف للتغيير بقاء الإحداثيات متسقة أثناء الحسابات أو التحويلات. يمكن استخدام المساواة الهيكلية لمقارنة الإحداثيات بكفاءة، على سبيل المثال، عند تحديد ما إذا كانت نقطتان متماثلتين.

مقارنة مع تقنيات JavaScript الحالية

قبل إدخال السجلات والصفوف، غالبًا ما اعتمد المطورون على مكتبات مثل Immutable.js أو seamless-immutable لتحقيق عدم القابلية للتغيير في JavaScript. توفر هذه المكتبات هياكل بيانات غير قابلة للتغيير وطرق مقارنة خاصة بها. ومع ذلك، تقدم السجلات والصفوف العديد من المزايا على هذه المكتبات:

• دعم أصلي: السجلات والصفوف هي إضافات مقترحة لمعيار ECMAScript، مما يعني أنها ستكون مدعومة أصلاً من قبل محركات JavaScript. هذا يلغي الحاجة إلى مكتبات خارجية وما يرتبط بها من عبء إضافي.
• الأداء: من المرجح أن تكون التطبيقات الأصلية للسجلات والصفوف أكثر أداءً من الحلول المستندة إلى المكتبات، حيث يمكنها الاستفادة من التحسينات منخفضة المستوى في محرك JavaScript.
• البساطة: توفر السجلات والصفوف صيغة أبسط وأكثر سهولة للتعامل مع هياكل البيانات غير القابلة للتغيير مقارنة ببعض الحلول المستندة إلى المكتبات.

ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن مكتبات مثل Immutable.js تقدم مجموعة أوسع من الميزات وهياكل البيانات مقارنة بالسجلات والصفوف. بالنسبة للتطبيقات المعقدة ذات متطلبات اللاتغييرية المتقدمة، قد تظل هذه المكتبات خيارًا قيمًا.

أفضل الممارسات للتعامل مع السجلات والصفوف

للاستفادة بشكل فعال من السجلات والصفوف في مشاريع JavaScript الخاصة بك، ضع في اعتبارك أفضل الممارسات التالية:

• استخدم السجلات والصفوف عندما تكون اللاتغييرية مطلوبة: كلما احتجت إلى ضمان بقاء البيانات متسقة ومنع التعديلات العرضية، اختر السجلات والصفوف.
• فضّل المساواة الهيكلية للمقارنات: استفد من المساواة الهيكلية المدمجة في السجلات والصفوف لإجراء مقارنات فعالة.
• ضع في اعتبارك الآثار المترتبة على الأداء للهياكل الكبيرة: بالنسبة للهياكل الكبيرة جدًا أو المتداخلة بعمق، قم بتقييم ما إذا كانت المساواة الهيكلية توفر أداءً كافيًا أو إذا كانت هناك حاجة إلى تقنيات تحسين بديلة.
• اجمع بينها وبين مبادئ البرمجة الوظيفية: تتوافق السجلات والصفوف بشكل جيد مع مبادئ البرمجة الوظيفية، مثل الدوال النقية والبيانات غير القابلة للتغيير. تبنَّ هذه المبادئ لكتابة تعليمات برمجية أكثر قوة وسهولة في الصيانة.
• تحقق من صحة البيانات عند الإنشاء: نظرًا لأنه لا يمكن تعديل السجلات والصفوف، فمن المهم التحقق من صحة البيانات عند إنشائها. وهذا يضمن اتساق البيانات طوال دورة حياة التطبيق.

استخدام Polyfills للسجلات والصفوف

نظرًا لأن السجلات والصفوف لا تزال مجرد اقتراح، فهي غير مدعومة أصلاً بعد في جميع بيئات JavaScript. ومع ذلك، تتوفر بدائل (polyfills) لتوفير الدعم في المتصفحات القديمة أو إصدارات Node.js. تستخدم هذه البدائل عادةً ميزات JavaScript الحالية لمحاكاة سلوك السجلات والصفوف. يمكن أيضًا استخدام المحولات مثل Babel لتحويل صيغة السجلات والصفوف إلى تعليمات برمجية متوافقة مع البيئات القديمة.

من المهم ملاحظة أن السجلات والصفوف التي يتم توفيرها عبر polyfills قد لا تقدم نفس مستوى الأداء الذي تقدمه التطبيقات الأصلية. ومع ذلك، يمكن أن تكون أداة قيمة لتجربة السجلات والصفوف وضمان التوافق عبر بيئات مختلفة.

الاعتبارات العالمية والترجمة (Localization)

عند استخدام السجلات والصفوف في التطبيقات التي تستهدف جمهورًا عالميًا، ضع في اعتبارك ما يلي:

• تنسيقات التاريخ والوقت: إذا كانت السجلات أو الصفوف تحتوي على قيم تاريخ أو وقت، فتأكد من تخزينها وعرضها بتنسيق مناسب للمنطقة المحلية للمستخدم. استخدم مكتبات التدويل مثل Intl لتنسيق التواريخ والأوقات بشكل صحيح.
• تنسيقات الأرقام: بالمثل، إذا كانت السجلات أو الصفوف تحتوي على قيم رقمية، فاستخدم Intl.NumberFormat لتنسيقها وفقًا للمنطقة المحلية للمستخدم. تستخدم المناطق المختلفة رموزًا مختلفة للفاصل العشري، وفاصل الآلاف، والعملة.
• رموز العملات: عند تخزين قيم العملات في السجلات أو الصفوف، استخدم رموز العملات ISO 4217 (مثل "USD"، "EUR"، "JPY") لضمان الوضوح وتجنب الغموض.
• اتجاه النص: إذا كان تطبيقك يدعم اللغات ذات اتجاه النص من اليمين إلى اليسار (مثل العربية والعبرية)، فتأكد من أن تخطيط وتصميم السجلات والصفوف يتكيفان بشكل صحيح مع اتجاه النص.

على سبيل المثال، تخيل سجلاً يمثل منتجًا في تطبيق للتجارة الإلكترونية. قد يحتوي سجل المنتج على حقل للسعر. لعرض السعر بشكل صحيح في مناطق مختلفة، ستستخدم Intl.NumberFormat مع خيارات العملة والمنطقة المحلية المناسبة:

            const product = #{
  name: "Awesome Widget",
  price: 99.99,
  currency: "USD"
};

function formatPrice(product, locale) {
  const formatter = new Intl.NumberFormat(locale, {
    style: "currency",
    currency: product.currency
  });
  return formatter.format(product.price);
}

console.log(formatPrice(product, "en-US")); // Output: $99.99
console.log(formatPrice(product, "de-DE")); // Output: 99,99 $

            

              
                Copy
              
            
          

الخاتمة

تُعد السجلات والصفوف إضافات قوية إلى JavaScript تقدم فوائد كبيرة لعدم القابلية للتغيير وسلامة البيانات والأداء. من خلال فهم دلالات المساواة الهيكلية واتباع أفضل الممارسات، يمكن للمطورين في جميع أنحاء العالم الاستفادة من هذه الميزات لكتابة تطبيقات أكثر قوة وكفاءة وسهولة في الصيانة. ومع تزايد اعتماد هذه الميزات على نطاق واسع، من المتوقع أن تصبح جزءًا أساسيًا من مشهد JavaScript.

لقد قدم هذا الدليل الشامل نظرة عامة شاملة على السجلات والصفوف، تغطي إنشائها ومقارنتها وحالات استخدامها واعتبارات الأداء والاعتبارات العالمية. من خلال تطبيق المعرفة والتقنيات المقدمة في هذا المقال، يمكنك استخدام السجلات والصفوف بفعالية في مشاريعك والاستفادة من قدراتها الفريدة.