دوال جافا: كيفية تعريف الدوال واستدعائها

لماذا توجد الدوال

الدالة كتلة شيفرة لها اسم، يمكنك تشغيلها كلما استدعيت اسمها. فبدلًا من كتابة الأسطر نفسها مرارًا وتكرارًا، تكتبها مرة واحدة داخل دالة وتستدعيها بقدر ما تحتاج. وهذا يجعل البرامج أقصر وأسهل قراءةً وأسهل بكثير في الإصلاح؛ فأنت تغيّر المنطق في مكان واحد فيحصل كل من يستدعيه على التحديث.

لقد كنت تستدعي الدوال بالفعل: فـ System.out.println(...) هو استدعاء لدالة، وكذلك list.size(). والآن ستكتب دوالك الخاصة.

تعريف الدالة واستدعاؤها

يتكوّن تعريف الدالة من أربعة أجزاء: نوع الإرجاع، والاسم، وزوج من القوسين (للمعاملات)، وجسم محاط بقوسين معقوفين. وإليك أصغر مثال مفيد: دالة تؤدي بعض العمل ولا تعيد شيئًا:

public class Main {
    static void printGreeting() {
        System.out.println("Hello from a method!");
    }

    public static void main(String[] args) {
        printGreeting();   // استدعِها
        printGreeting();   // استدعِها مرة أخرى
    }
}

اقرأ أجزاء static void printGreeting():

• static: تتيح لـ main استدعاءها مباشرة دون إنشاء كائن (مزيد عن هذا أدناه).
• void: هذه الدالة لا تعيد أي قيمة.
• printGreeting: الاسم الذي تستخدمه لاستدعائها.
• (): القوسان الفارغان يعنيان أنها لا تأخذ أي مدخلات.

تستدعي الدالة بكتابة اسمها متبوعًا بقوسين. الاستدعاءان داخل main يُشغّلان الجسم مرتين، لذا تطبع هذه الشيفرة التحية مرتين.

إعادة قيمة

تحسب معظم الدوال شيئًا ما وتعيده عبر return. ونوع الإرجاع الذي يسبق الاسم يحدد نوع القيمة الخارجة؛ وهنا int:

public class Main {
    static int square(int n) {
        return n * n;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int result = square(5);
        System.out.println(result);          // 25
        System.out.println(square(3) + 1);   // 10
    }
}

تُقيَّم square(5) إلى 25، التي يمكنك تخزينها في متغير أو طباعتها أو استخدامها داخل تعبير أكبر؛ فاستدعاء الدالة ينوب عن القيمة التي تعيدها. وفي اللحظة التي يُنفَّذ فيها return، تنتهي الدالة ويعود التحكم إلى المُستدعِي. وأي شيفرة تأتي بعد return على المسار نفسه لا تُنفَّذ أبدًا.

يجب أن يتطابق نوع الإرجاع مع القيمة المُعادة. وتعريف int ثم محاولة return "text"; خطأ في الترجمة؛ فالمترجم يفرض هذا العقد.

void مقابل نوع الإرجاع

التمييز بسيط: استخدم نوع إرجاع حقيقيًا عندما يحتاج المُستدعِي إلى استرجاع قيمة، واستخدم void عندما تكتفي الدالة بـفعل شيء (تطبع، تحفظ، تحدّث حالة).

void logMessage(String msg)   // تؤدي عملًا ولا تعيد شيئًا
int  add(int a, int b)        // تحسب قيمة يستخدمها المُستدعِي

من الأخطاء الشائعة لدى المبتدئين محاولة استخدام «نتيجة» دالة void:

int x = printGreeting();   // خطأ في الترجمة: printGreeting() تعيد void

لا توجد قيمة لإسنادها، لذا لن تُترجَم هذه الشيفرة. وإذا وجدت نفسك ترغب في الحصول على نتيجة دالة void، فتلك إشارة إلى أنها ينبغي أن تعيد شيئًا بدلًا من ذلك.

دوال تتفرّع وتُعيد مبكرًا

يمكنك استخدام return من أكثر من موضع. والإعادة المبكرة — بمجرد أن تعرف الإجابة — كثيرًا ما تُقرأ بوضوح أكبر من تداخل كل شيء داخل else:

public class Main {
    static String grade(int score) {
        if (score >= 90) return "A";
        if (score >= 80) return "B";
        if (score >= 70) return "C";
        return "F";
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(grade(95));   // A
        System.out.println(grade(72));   // C
        System.out.println(grade(50));   // F
    }
}

ولأن كل return يخرج فورًا، يفوز أول شرط مطابق. تأكّد فقط من أن كل مسار يمر عبر دالة تعيد قيمة ينتهي بـ return؛ فإن كان بإمكان أحد الفروع أن يمضي دون إعادة شيء، اشتكى المترجم بـ «missing return statement». وعبارة return "F"; الأخيرة هنا تغطّي حالة عدم تطابق أي شرط.

ماذا تعني static هنا

ربما لاحظت أن كل دالة أعلاه static. فالدالة static تنتمي إلى الصنف نفسه لا إلى أي كائن، لذا يستطيع main (وهو static أيضًا) استدعاءها مباشرة باسمها. ومن دون static، تنتمي الدالة إلى نسخة (instance) وستحتاج إلى كائن لتستدعيها عليه.

في الوقت الراهن، وما دمت تكتب برامج صغيرة يعيش منطقها إلى جانب main، ضع static على دوالك المساعدة كي يمكن استدعاؤها بالطريقة نفسها. وحين تبدأ ببناء أصنافك وكائناتك الخاصة، ستكتب أيضًا دوالًا غير ساكنة (دوال النسخة)؛ وهذا يأتي مع فصل الأصناف.

public class Main {
    static int doubleIt(int n) {
        return n * 2;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // ‏main دالة static، لذا يمكنها استدعاء doubleIt مباشرة
        System.out.println(doubleIt(21));   // 42
    }
}

المتغيرات المحلية تبقى داخل الدالة

المتغيرات المُعرَّفة داخل دالة لا توجد إلا فيها. تُنشأ عند تشغيل الدالة وتختفي عند عودتها؛ والمُستدعِي لا يراها أبدًا:

public class Main {
    static int sumTo(int limit) {
        int total = 0;                       // محلي لـ sumTo
        for (int i = 1; i <= limit; i++) {
            total += i;
        }
        return total;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sumTo(100));      // 5050
        // System.out.println(total);        // خطأ: total غير مرئي هنا
    }
}

يعيش total وi داخل sumTo بالكامل. والشيء الوحيد الذي يفلت من الدالة هو القيمة التي تُعيدها عبر return. وهذا العزل ميزة: فكل دالة وحدة مكتفية بذاتها يمكنك التفكير فيها دون القلق من تسرّب متغيراتها المؤقتة إلى الخارج أو تصادمها مع أسماء في مكان آخر.

التالي: مَعاملات الدوال

كل دالة هنا إما لم تأخذ أي مدخل أو أخذت قيمة واحدة. وتأتي القوة الحقيقية من تمرير البيانات إلى الداخل — ولدى جافا قواعد محددة لكيفية تمرير الوسائط، ولما يحدث مع الكائنات مقابل الأنواع الأولية، ولكيفية منح المَعامل ما يشبه القيمة الافتراضية. وهذا موضوع الصفحة التالية.