الارتباطات المهيكلة

جزء من قسم البرمجة كائنية التوجه في رحلة C++ على Coddy. الدرس 88 من 104.

تتيح لك الربط المنظّم، الذي قُدِّم في C++17، تفكيك قيم متعددة من المصفوفات أو الأزواج أو الصفوف أو الهياكل إلى متغيرات فردية مُسمّاة في تصريح واحد. وهذا يجعل الشيفرة أكثر نظافة وأسهل قراءة عند التعامل مع البيانات المركّبة.

تستخدم الصياغة auto مع أقواس مربعة تحتوي على أسماء المتغيرات الجديدة:

#include <iostream>
#include <map>
#include <tuple>

int main() {
    // تفكيك زوج
    std::pair<std::string, int> person{"Alice", 25};
    auto [name, age] = person;
    std::cout << name << " is " << age << "\n";
    
    // تفكيك صف
    std::tuple<int, double, char> data{42, 3.14, 'X'};
    auto [num, pi, letter] = data;
    
    // التفكيك في حلقات for المعتمدة على النطاق
    std::map<std::string, int> scores{{"Bob", 90}, {"Carol", 85}};
    for (const auto& [student, score] : scores) {
        std::cout << student << ": " << score << "\n";
    }
}

تعمل الارتباطات المنظمة أيضًا مع المصفوفات والبُنى المخصصة التي تحتوي على أعضاء عامة:

struct Point {
    double x;
    double y;
};

Point getOrigin() { return {0.0, 0.0}; }

int main() {
    auto [x, y] = getOrigin();
    
    int arr[3] = {1, 2, 3};
    auto [a, b, c] = arr;
}

يمكنك استخدام auto& أو const auto& للربط بالمرجع، مما يتجنب عمليات النسخ ويسمح بتعديل القيم الأصلية عند الحاجة. تكون هذه الميزة مفيدة بشكل خاص عند التكرار عبر حاويات STL أو التعامل مع الدوال التي تُرجع قيمًا متعددة.

التحدي

سهل

لنبنِ محلّلًا لدرجات الطلاب يستعرض قوة structured bindings. ستنشئ نظامًا يعالج سجلات الطلاب وبيانات المقررات، باستخدام structured bindings لفكّ حزم الأزواج والصفوف والبُنى بأناقة في أنحاء الشيفرة.

ستنظّم شيفرتك عبر ثلاثة ملفات:

Student.h: Define بنية Student ذات members عامة لاسم الطالب (std::string)، ومعرّفه (int)، وGPA الخاص به (double). أنشئ أيضًا function تُسمى createStudent تأخذ الاسم والمعرّف وGPA، وتُعيد بنية Student.
GradeUtils.h: أنشئ functions مساعدة لمعالجة الدرجات.
Define function getGradeInfo تأخذ درجة numeric (عددًا صحيحًا) وتُعيد std::tuple يحتوي على ثلاث قيم: التقدير الحرفي (std::string)، ونقاط الدرجة (double)، وما إذا كانت الدرجة ناجحة (bool). استخدم مقياس التقييم التالي:
- 90+ : "A"، 4.0، true
- 80-89: "B"، 3.0، true
- 70-79: "C"، 2.0، true
- 60-69: "D"، 1.0، true
- Below 60: "F"، 0.0، false
Define أيضًا function makeScorePair تأخذ اسم مقرر (std::string) ودرجة (int)، وتُعيد std::pair من هاتين القيمتين.
main.cpp: اقرأ أربعة inputs:
1. اسم الطالب (string)
2. معرّف الطالب (عدد صحيح)
3. اسم المقرر (string)
4. الدرجة (عدد صحيح)
استخدم structured bindings في أنحاء function الرئيسية:
1. استدعِ createStudent بالاسم والمعرّف وGPA مؤقت بقيمة 0.0. استخدم structured bindings لفكّ البنية المُعادة إلى متغيرات منفردة، ثم اطبع: Student: [name] (ID: [id])
2. استدعِ makeScorePair باسم المقرر والدرجة. استخدم structured bindings لفكّ الزوج، ثم اطبع: Course: [course], Score: [score]
3. استدعِ getGradeInfo بالدرجة. استخدم structured bindings لفكّ عناصر tuple الثلاثة جميعها، ثم اطبع:
```
Grade: [letter]
Points: [points]
Passing: [yes/no]
```
  (اطبع "yes" إذا كانت passing تساوي true، و"no" إذا كانت false)

على سبيل المثال، عند استخدام inputs Alice و1001 وMath و85:

Student: Alice (ID: 1001)
Course: Math, Score: 85
Grade: B
Points: 3
Passing: yes

وعند استخدام inputs Bob و2002 وPhysics و55:

Student: Bob (ID: 2002)
Course: Physics, Score: 55
Grade: F
Points: 0
Passing: no

تذكّر تضمين <tuple> و<utility> حيث يلزم. تكمن الفكرة الأساسية في أن structured bindings تتيح لك فكّ حزم الأنواع المركبة والأزواج وtuple والبُنى إلى متغيرات مُسمّاة في تصريح واحد سهل القراءة.

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include "Student.h"
#include "GradeUtils.h"

int main() {
    // اقرأ المدخلات
    std::string studentName;
    int studentId;
    std::string courseName;
    int score;
    
    std::cin >> studentName;
    std::cin >> studentId;
    std::cin >> courseName;
    std::cin >> score;
    
    // TODO: استدعِ createStudent مع name و id و GPA مؤقتة بقيمة 0.0
    // استخدم الارتباطات الهيكلية لفك الـ struct: auto [name, id, gpa] = ...
    // اطبع: Student: [name] (ID: [id])
    
    
    // TODO: استدعِ makeScorePair مع اسم المقرر و score
    // استخدم الارتباطات الهيكلية لفك الـ pair: auto [course, sc] = ...
    // اطبع: Course: [course], Score: [score]
    
    
    // TODO: استدعِ getGradeInfo مع الـ score
    // استخدم الارتباطات الهيكلية لفك الـ tuple: auto [letter, points, passing] = ...
    // اطبع:
    // Grade: [letter]
    // Points: [points]
    // Passing: [yes/no] (اطبع "yes" إذا كان passing يساوي true، و"no" إذا كان false)
    
    
    return 0;
}