أصناف Enum والأنواع القوية

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة C++ على Coddy. الدرس 80 من 104.

قدّمت C++11 ميزة enum classes (وتُسمّى أيضًا التعدادات ذات النطاق) لمعالجة أوجه القصور في التعدادات التقليدية بأسلوب C. فهي توفّر أمانًا أقوى للأنواع وتمنع إساءة الاستخدام غير المقصودة لقيم التعداد.

تواجه التعدادات التقليدية مشكلات: إذ تتسرب قيمها إلى النطاق المحيط وتتحول ضمنيًا إلى أعداد صحيحة، مما يؤدي إلى أخطاء دقيقة:

// التعداد التقليدي - إشكالي
enum Color { Red, Green, Blue };
enum TrafficLight { Red, Yellow, Green };  // خطأ! Red و Green معرّفان بالفعل

int x = Red;  // يتحول ضمنيًا إلى int (0)
if (Red == 0) { }  // يُجمَّع - مقارنة enum بـ int

تحل فئات التعداد هذه المشكلات من خلال تحديد نطاق القيم ومنع التحويلات الضمنية:

enum class Color { Red, Green, Blue };
enum class TrafficLight { Red, Yellow, Green };  // حسناً - لا تعارض

Color c = Color::Red;      // يجب استخدام عامل النطاق
// int x = c;              // خطأ! لا يوجد تحويل ضمني
int x = static_cast<int>(c);  // التحويل الصريح مطلوب

// if (c == 0) { }         // خطأ! لا يمكن المقارنة مع int
if (c == Color::Red) { }   // حسناً - مقارنة نفس الأنواع

يمكنك أيضًا تحديد النوع الأساسي للتحكم في الذاكرة:

enum class Status : uint8_t {
    Inactive = 0,
    Active = 1,
    Pending = 2
};

تتكامل فئات Enum بشكل جيد مع تصميمات البرمجة كائنية التوجه، مما يجعل الشيفرة أكثر قابلية للقراءة ويكشف أخطاء الأنواع في وقت الترجمة بدلاً من وقت التشغيل.

التحدي

سهل

لنبنِ نظامًا لأولوية المهام يستخدم فئات التعداد لتمثيل مستويات الأولوية وحالات المهام المختلفة. يوضح هذا كيف توفر فئات التعداد أمان الأنواع وتمنع أنواع الأخطاء التي تحدث مع التعدادات التقليدية.

ستنظم شفرتك عبر ثلاثة ملفات:

TaskTypes.h: عرّف فئات التعداد الخاصة بنظام المهام.
أنشئ فئة تعداد Priority بالقيم: Low وMedium وHigh وCritical. حدّد int بوصفه النوع الأساسي، مع القيم 1 و2 و3 و4 على التوالي.

أنشئ فئة تعداد Status بالقيم: Pending وInProgress وCompleted.

وفّر دالتَي مساعدة:
- priorityToString(Priority p): تعيد الأولوية كسلسلة نصية ("Low" أو "Medium" أو "High" أو "Critical")
- statusToString(Status s): تعيد الحالة كسلسلة نصية ("Pending" أو "InProgress" أو "Completed")
Task.h: عرّف فئة Task التي تستخدم فئات التعداد الخاصة بك.
يجب أن تخزّن Task اسمًا (سلسلة نصية) وPriority وStatus. يجب أن يستقبل المُنشئ اسمًا وأولوية، مع جعل الحالة الافتراضية Status::Pending.

نفّذ هذه الأساليب:
- setStatus(Status s): تحدّث حالة المهمة
- getPriorityValue(): تعيد قيمة الأولوية الصحيحة الأساسية باستخدام static_cast
- display(): تطبع المهمة بالتنسيق: [name] - Priority: [priority] (Value: [value]) - Status: [status]
main.cpp: اقرأ ثلاثة مدخلات:
1. اسم المهمة (سلسلة نصية)
2. مستوى الأولوية كعدد صحيح (1=Low، 2=Medium، 3=High، 4=Critical)
3. الحالة كعدد صحيح (0=Pending، 1=InProgress، 2=Completed)
أنشئ Task بالاسم والأولوية المعطيين (حوّل العدد الصحيح إلى قيمة التعداد Priority المناسبة باستخدام static_cast). ثم عيّن حالتها استنادًا إلى المدخل الثالث. وأخيرًا، استدعِ display() لعرض تفاصيل المهمة.

على سبيل المثال، باستخدام المدخلات Fix bug و3 و1:

Fix bug - Priority: High (Value: 3) - Status: InProgress

وباستخدام المدخلات Write docs و1 و2:

Write docs - Priority: Low (Value: 1) - Status: Completed

وباستخدام المدخلات Deploy app و4 و0:

Deploy app - Priority: Critical (Value: 4) - Status: Pending

لاحظ كيف تحافظ فئات التعداد على فصل قيم الأولوية والحالة فصلًا كاملًا. لا يمكنك مقارنة Priority بـStatus عن طريق الخطأ أو إسناد أحدهما إلى الآخر. إن استخدام static_cast الصريح المطلوب للتحويل بين الأعداد الصحيحة وقيم التعداد يوضح الغرض من الشفرة ويمنع الأخطاء الدقيقة.

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include "Task.h"

using namespace std;

int main() {
    // اقرأ المدخلات
    string taskName;
    int priorityInt;
    int statusInt;
    
    getline(cin, taskName);
    cin >> priorityInt;
    cin >> statusInt;
    
    // TODO: أنشئ Task بالاسم والأولوية المُعطاة
    // استخدم static_cast لتحويل priorityInt إلى تعداد Priority
    
    // TODO: عيّن حالة المهمة بناءً على statusInt
    // استخدم static_cast لتحويل statusInt إلى تعداد Status
    
    // TODO: استدعِ display() لعرض تفاصيل المهمة
    
    return 0;
}