Struct مقابل Class

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة C++ على Coddy — الدرس 37 من 104.

في لغة C++، الـ struct والـ class متطابقان تقريبًا. كلاهما يمكن أن يحتوي على متغيرات أعضاء، ودوال أعضاء، ومنشئات، ويدعمان الوراثة. الفرق الوحيد هو مستوى الوصول الافتراضي الخاص بهما.

في الـ class، تكون الأعضاء خاصة بشكل افتراضي. وفي الـ struct، تكون الأعضاء عامة بشكل افتراضي:

struct Point {
    int x;    // عام بشكل افتراضي
    int y;    // عام بشكل افتراضي
};

class Circle {
    double radius;    // خاص بشكل افتراضي
    
public:
    double getRadius() { return radius; }
};

ينطبق هذا أيضًا على الوراثة. ترث الـ struct بشكل عام (publicly) افتراضيًا، بينما ترث الـ class بشكل خاص (privately):

struct DerivedStruct : Base {};    // وراثة عامة
class DerivedClass : Base {};      // وراثة خاصة

بعيداً عن هذه الإعدادات الافتراضية، لا يوجد فرق تقني. ومع ذلك، فإن العرف مهم.

يستخدم معظم مبرمجي C++‎ الكلمة المفتاحية struct لحاويات البيانات البسيطة ذات الأعضاء العامة (مثل الإحداثيات أو الإعدادات)، و class عندما يكون التغليف والسلوك مهمين. اتباع هذا العرف يجعل غرض الكود الخاص بك أكثر وضوحاً للمطورين الآخرين.

التحدي

سهل

لنقم ببناء نظام تهيئة بسيط يوضح متى يجب استخدام struct مقابل class بناءً على اصطلاحات لغة C++. ستقوم بإنشاء struct للبيانات البسيطة التي يُراد الوصول إليها بشكل مفتوح، و class للبيانات التي تحتاج إلى تغليف (encapsulation) وتحكم في الوصول.

ستقوم بإنشاء ملفين لتنظيم الكود الخاص بك:

Config.h: قم بتعريف كل من الـ struct والـ class اللذين يمثلان أنواعاً مختلفة من بيانات التهيئة.
أولاً، أنشئ struct يسمى Dimensions — وهو حاوية بيانات بسيطة للعرض (width) والارتفاع (height) (كلاهما من نوع int). بما أن الـ structs تحتوي على أعضاء عامة (public) بشكل افتراضي، فيجب أن تكون هذه الأعضاء قابلة للوصول إليها مباشرة دون الحاجة إلى دوال جلب (getters). قم بتضمين دالة area() تعيد ناتج ضرب العرض في الارتفاع.

بعد ذلك، أنشئ class يسمى AppConfig يدير إعدادات التطبيق مع تغليف مناسب. يجب أن يخزن اسم التطبيق (string) وكائن Dimensions لحجم النافذة. بما أن أعضاء الـ class تكون خاصة (private) بشكل افتراضي، فستحتاج إلى جعل الواجهة العامة (public interface) متاحة بشكل صريح. قم بتوفير:
- منشئ (constructor) يأخذ اسم التطبيق، والعرض، والارتفاع
- دالة جلب getAppName() تعيد الاسم
- دالة جلب getWindowSize() تعيد الـ Dimensions
- دالة displayConfig() تطبع: "App: <name>, Window: <width>x<height>, Area: <area>"
main.cpp: وضح الفرق بين استخدام الـ struct والـ class. اقرأ اسم التطبيق، والعرض، والارتفاع من المدخلات (ثلاثة أسطر منفصلة)، ثم:
- أنشئ Dimensions struct مباشرة باستخدام قيم العرض والارتفاع — وقم بالوصول إلى أعضائه مباشرة لطباعة: "Direct struct access: <width> x <height>"
- أنشئ كائن AppConfig باستخدام القيم الثلاث جميعها
- استدعِ displayConfig() لإظهار التهيئة الكاملة
- استخدم دالة الجلب لاسترداد أبعاد النافذة وطباعة: "Via getter - Area: <area>"

يسلط هذا التحدي الضوء على الاصطلاح التالي: استخدم struct عندما يكون لديك بيانات بسيطة وشفافة (مثل الإحداثيات أو الأبعاد)، واستخدم class عندما تريد التحكم في الوصول وإضافة سلوك حول بياناتك.

قم بتحويل مدخلات العرض والارتفاع من نصوص إلى أعداد صحيحة باستخدام std::stoi(). لا تنسَ حواجز الرأس (header guards) في ملف الرأس الخاص بك.

ورقة مرجعية

في لغة ++C، يُعد كل من struct و class متطابقين تقريبًا، مع وجود اختلاف رئيسي واحد: **مستوى الوصول الافتراضي** الخاص بهما.

في الـ struct، تكون الأعضاء **عامة (public) بشكل افتراضي**:

struct Point {
    int x;    // عامة بشكل افتراضي
    int y;    // عامة بشكل افتراضي
};

في الـ class، تكون الأعضاء **خاصة (private) بشكل افتراضي**:

class Circle {
    double radius;    // خاصة بشكل افتراضي
    
public:
    double getRadius() { return radius; }
};

ينطبق هذا أيضًا على الوراثة:

struct DerivedStruct : Base {};    // وراثة عامة بشكل افتراضي
class DerivedClass : Base {};      // وراثة خاصة بشكل افتراضي

**العرف المتبع:** استخدم struct لحاويات البيانات البسيطة ذات الأعضاء العامة، واستخدم class عندما يكون التغليف (encapsulation) والسلوك مهمين.

جرّب بنفسك

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

using namespace std;

int main() {
    // قراءة المدخلات
    string appName;
    string widthStr;
    string heightStr;
    
    getline(cin, appName);
    getline(cin, widthStr);
    getline(cin, heightStr);
    
    int width = stoi(widthStr);
    int height = stoi(heightStr);
    
    // TODO: إنشاء هيكل Dimensions مع width و height
    // الوصول إلى أعضائه مباشرة للطباعة: "Direct struct access: <width> x <height>"
    
    // TODO: إنشاء كائن AppConfig مع appName و width و height
    
    // TODO: استدعاء displayConfig() على كائن AppConfig
    
    // TODO: استخدام دالة الجلب getWindowSize() للحصول على الأبعاد وطباعة: "Via getter - Area: <area>"
    
    return 0;
}