إخفاء المعلومات

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة C++ على Coddy. الدرس 36 من 104.

إخفاء المعلومات يتجاوز مجرد استخدام محددات الوصول. إنه مبدأ تصميم تُخفي فيه ليس البيانات فحسب، بل أيضًا تفاصيل implementation الخاصة بكيفية عمل class داخليًا.

الهدف هو إظهار ما يحتاج مستخدمو فئتك إلى معرفته فقط، مع إبقاء كل شيء آخر مخفيًا. يتيح لك ذلك تغيير التنفيذ الداخلي دون التأثير في التعليمات البرمجية التي تستخدم فئتك:

class Temperature {
    double kelvin;    // التمثيل الداخلي - تفصيل مخفي
    
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 class (ولا يحتاجون إلى معرفة) أن درجة الحرارة مخزنة داخليًا بوحدة Kelvin. إذا قررت لاحقًا تخزينها بوحدة Celsius بدلًا من ذلك، فلن تغيّر سوى implementation الخاصة؛ وستظل الواجهة العامة دون تغيير.

يوفر هذا الفصل بين الواجهة وimplementation عدة فوائد: فهو يقلل التعقيد بالنسبة إلى مستخدمي class، ويمنع إساءة الاستخدام العرضية للبيانات internal، ويجعل صيانة الشيفرة أسهل. وعندما تكون التفاصيل internal hidden، يمكنك تحسينها أو إعادة هيكلتها بحرية من دون كسر الشيفرة الحالية التي تعتمد على class.

التحدي

سهل

لنَبْنِ فئة Distance توضّح إخفاء المعلومات من خلال تخزين المسافات داخليًا بوحدة centimeters، مع توفير واجهة واضحة للتعامل مع وحدات مختلفة. لن يحتاج مستخدمو فئتك إلى معرفة (أو الاهتمام) بكيفية تخزين المسافة داخليًا؛ إذ سيتعاملون ببساطة مع أي وحدة تكون مناسبة لهم.

ستنشئ ملفين لتنظيم الشيفرة:

Distance.h: عرّف فئة Distance تُخفي تمثيلها الداخلي، مع توفير واجهة عامة مرنة. خزّن المسافة داخليًا بوحدة centimeters (على هيئة double). هذه هي تفاصيل implementation المخفية. يجب أن تتيح واجهتك العامة للمستخدمين ما يلي:
- 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 أساليب const
- جمع مسافتين باستخدام add(const Distance& other)، التي تُرجع كائنًا جديدًا من نوع Distance
ضمّن مُنشئًا Default يُهيّئ المسافة إلى الصفر. يجب إخفاء منطق التحويل داخل أساليبك؛ فالمستخدمون يستدعون فقط setKilometers(5) وgetMeters() دون القلق بشأن تنسيق التخزين الداخلي.
main.cpp: وضّح أن المستخدمين يمكنهم العمل مع فئتك من دون معرفة التمثيل الداخلي. اقرأ قيمتي مسافة من الإدخال: الأولى بوحدة الأمتار، والثانية بوحدة الكيلومترات. ثم:
- أنشئ كائنًا من نوع Distance وعيّنه باستخدام قيمة الأمتار
- اطبع "In meters: <value> m"
- اطبع "In centimeters: <value> cm"
- اطبع "In kilometers: <value> km"
- أنشئ كائنًا ثانيًا من نوع Distance وعيّنه باستخدام قيمة الكيلومترات
- اجمع المسافتين وخزّن النتيجة
- اطبع "Combined in meters: <value> m"

تكمن روعة إخفاء المعلومات في أنه يمكنك لاحقًا تغيير التخزين الداخلي من centimeters إلى المليمترات (أو إلى أي شيء آخر) من دون تغيير طريقة تفاعل المستخدمين مع فئتك. تظل الواجهة العامة مستقرة حتى إذا تغيّر التنفيذ.

نسّق جميع قيم الإخراج باستخدام منزلتين عشريتين عبر std::fixed وstd::setprecision(2) من <iomanip>. حوّل سلاسل الإدخال إلى قيم double باستخدام std::stod().

مرجع التحويل: 1 متر = 100 centimeters، و1 كيلومتر = 1000 متر.

جرّب بنفسك

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

using namespace std;

int main() {
    // اقرأ قيم الإدخال
    string metersInput, kmInput;
    cin >> metersInput;  // القيمة الأولى بالمتر
    cin >> kmInput;      // Second value in kilometers
    
    // حوّل السلاسل إلى أرقام عشرية باستخدام std::stod()
    double metersValue = stod(metersInput);
    double kmValue = stod(kmInput);
    
    // عيّن تنسيق الإخراج
    cout << fixed << setprecision(2);
    
    // TODO: أنشئ كائن Distance الأول وعيّنه باستخدام قيمة الأمتار
    
    // TODO: اطبع "In meters: <value> m"
    
    // TODO: Print "In centimeters: <value> cm"
    
    // TODO: Print "In kilometers: <value> km"
    
    // TODO: أنشئ كائن Distance الثاني وعيّنه باستخدام قيمة الكيلومترات
    
    // TODO: أضف المسافتين معًا باستخدام الدالة add()
    
    // TODO: Print "Combined in meters: <value> m"
    
    return 0;
}