إخفاء المعلومات

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة C++ على Coddy — الدرس 36 من 104.

إخفاء المعلومات يتجاوز مجرد استخدام محددات الوصول. إنه مبدأ تصميمي حيث لا تقوم بإخفاء البيانات فحسب، بل تخفي أيضاً تفاصيل التنفيذ الخاصة بكيفية عمل class داخلياً.

الهدف هو كشف ما يحتاج مستخدمو فئتك (class) لمعرفته فقط، مع إبقاء كل شيء آخر مخفياً. يتيح لك ذلك تغيير التنفيذ الداخلي دون التأثير على الكود الذي يستخدم فئتك:

class Temperature {
    double kelvin;    // التمثيل الداخلي - تفاصيل مخفية
    
public:
    void setCelsius(double c) {
        kelvin = c + 273.15;    // التحويل مخفي عن المستخدم
    }
    
    double getCelsius() const {
        return kelvin - 273.15;
    }
    
    double getFahrenheit() const {
        return (kelvin - 273.15) * 9.0/5.0 + 32;
    }
};

لا يعرف مستخدمو هذه الفئة (ولا يحتاجون إلى معرفة) أن درجة الحرارة يتم تخزينها داخلياً بوحدة كلفن. إذا قررت لاحقاً تخزينها بوحدة سيليزيوس بدلاً من ذلك، فستقوم فقط بتغيير التنفيذ الخاص (private implementation) - بينما تظل الواجهة العامة (public interface) دون تغيير.

يوفر هذا الفصل بين الواجهة والتنفيذ عدة فوائد: فهو يقلل من التعقيد لمستخدمي class الخاص بك، ويمنع سوء الاستخدام العرضي للبيانات الداخلية، ويجعل الكود الخاص بك أسهل في الصيانة. عندما تكون التفاصيل الداخلية مخفية، تكون حراً في التحسين أو القيام بـ refactor دون كسر الكود الحالي الذي يعتمد على class الخاص بك.

التحدي

سهل

لنقم ببناء فئة Distance توضح مفهوم إخفاء المعلومات (information hiding) عن طريق تخزين المسافات داخلياً بالسنتيمترات مع توفير واجهة نظيفة للتعامل مع وحدات مختلفة. لن يحتاج مستخدمو فئتك إلى معرفة (أو الاهتمام بـ) كيفية تخزين المسافة داخلياً — سيعملون فقط بالوحدة المناسبة لهم.

ستقوم بإنشاء ملفين لتنظيم الكود الخاص بك:

Distance.h: قم بتعريف فئة Distance تخفي تمثيلها الداخلي بينما تعرض واجهة عامة مرنة. داخلياً، قم بتخزين المسافة بـ السنتيمترات (كـ double) — هذا هو تفصيل التنفيذ المخفي الخاص بك. يجب أن تسمح واجهتك العامة للمستخدمين بـ:
- تعيين المسافة باستخدام setMeters(double m)، أو setCentimeters(double cm)، أو setKilometers(double km)
- الحصول على المسافة باستخدام getMeters()، أو getCentimeters()، أو getKilometers() — يجب أن تكون جميعها دوال ثابتة (const methods)
- جمع مسافتين معاً باستخدام add(const Distance& other) والتي تعيد كائن Distance جديداً
قم بتضمين منشئ افتراضي (default constructor) يقوم بتهيئة المسافة إلى الصفر. يجب أن يكون منطق التحويل مخفياً داخل دوالك — يقوم المستخدمون ببساطة باستدعاء setKilometers(5) و getMeters() دون القلق بشأن تنسيق التخزين الداخلي.
main.cpp: وضح أن المستخدمين يمكنهم العمل مع فئتك دون معرفة التمثيل الداخلي. اقرأ قيمتي مسافة من المدخلات: الأولى بالأمتار، والثانية بالكيلومترات. ثم:
- أنشئ كائن Distance وقم بتعيينه باستخدام قيمة الأمتار
- اطبع "In meters: <value> m"
- اطبع "In centimeters: <value> cm"
- اطبع "In kilometers: <value> km"
- أنشئ كائن Distance ثانٍ وقم بتعيينه باستخدام قيمة الكيلومترات
- اجمع المسافتين معاً وقم بتخزين النتيجة
- اطبع "Combined in meters: <value> m"

يكمن جمال إخفاء المعلومات في أنه يمكنك لاحقاً تغيير التخزين الداخلي من السنتيمترات إلى المليمترات (أو أي شيء آخر) دون تغيير كيفية تفاعل المستخدمين مع فئتك. تظل الواجهة العامة مستقرة حتى لو تغير التنفيذ.

قم بتنسيق جميع قيم المخرجات بمنزلتين عشريتين باستخدام std::fixed و std::setprecision(2) من مكتبة <iomanip>. قم بتحويل سلاسل المدخلات النصية إلى أرقام عشرية باستخدام std::stod().

مرجع التحويل: 1 متر = 100 سنتيمتر، 1 كيلومتر = 1000 متر.

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include <iomanip>
#include "Distance.h"

using namespace std;

int main() {
    // قراءة قيم المدخلات
    string metersInput, kmInput;
    cin >> metersInput;  // القيمة الأولى بالأمتار
    cin >> kmInput;      // القيمة الثانية بالكيلومترات
    
    // تحويل النصوص إلى أرقام عشرية باستخدام std::stod()
    double metersValue = stod(metersInput);
    double kmValue = stod(kmInput);
    
    // ضبط تنسيق المخرجات
    cout << fixed << setprecision(2);
    
    // TODO: إنشاء كائن المسافة الأول وضبطه باستخدام قيمة الأمتار
    
    // TODO: طباعة "In meters: <value> m"
    
    // TODO: طباعة "In centimeters: <value> cm"
    
    // TODO: طباعة "In kilometers: <value> km"
    
    // TODO: إنشاء كائن المسافة الثاني وضبطه باستخدام قيمة الكيلومترات
    
    // TODO: جمع المسافتين معاً باستخدام طريقة add()
    
    // TODO: طباعة "Combined in meters: <value> m"
    
    return 0;
}