دوال التوسعة (Extension Methods)

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة C# على Coddy — الدرس 39 من 70.

تتيح لك طرق التوسعة (Extension methods) إضافة طرق جديدة إلى الأنواع الموجودة دون تعديل الكود المصدري الخاص بها أو إنشاء فئات مشتقة. فهي تظهر كما لو كانت طرقاً أصلية للنوع، مما يجعل الكود الخاص بك أكثر قابلية للقراءة وبديهية.

لإنشاء extension method، قم بتعريف static method في static class، مع سبوق المعلمة الأولى بالكلمة المفتاحية this:

public static class StringExtensions
{
    public static int WordCount(this string str)
    {
        return str.Split(' ').Length;
    }
}

الآن يمكنك استدعاء هذه الطريقة مباشرة على أي سلسلة نصية:

string sentence = "Hello World Today";
int count = sentence.WordCount();  // 3

المعلمة this string str تخبر المترجم (compiler) أن هذه الطريقة توسع النوع string. عندما تستدعي sentence.WordCount()، يقوم المترجم بترجمتها إلى StringExtensions.WordCount(sentence) خلف الكواليس.

يمكن لأساليب التوسعة (Extension methods) أيضاً قبول معلمات إضافية:

public static bool IsLongerThan(this string str, int length)
{
    return str.Length > length;
}

// الاستخدام
bool result = "Hello".IsLongerThan(3);  // true

تُستخدم هذه التقنية بشكل مكثف في LINQ، حيث تُعد أساليب مثل Where() و Select() أساليب توسعة (extension methods) على IEnumerable. تُعد أساليب التوسعة قوية لإضافة وظائف مساعدة إلى الأنواع التي لا تتحكم بها، مما يحافظ على نظافة الكود وتعبيريته.

التحدي

سهل

لنقم ببناء مجموعة من طرق التوسعة (extension methods) المفيدة للأعداد الصحيحة التي تضيف وظائف ملائمة تتوقع أن تكون مدمجة بالفعل. ستقوم بإنشاء فئة ثابتة (static class) تحتوي على طرق توسعة يمكن استدعاؤها مباشرة على أي عدد صحيح، مما يجعل كودك أكثر تعبيراً وقابلية للقراءة.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك عبر ملفين:

IntExtensions.cs: أنشئ فئة ثابتة تسمى IntExtensions داخل مساحة الأسماء Utilities. ستتضمن هذه الفئة طرق توسعة تعزز النوع int:
- IsEven() - تعيد true إذا كان الرقم زوجياً، و false خلاف ذلك
- Square() - تعيد حاصل ضرب الرقم في نفسه
- IsInRange(int min, int max) - تعيد true إذا كان الرقم بين min و max (بما في ذلك القيمتين)، و false خلاف ذلك
تذكر أن طرق التوسعة يجب أن تكون طرقاً ثابتة (static methods) داخل فئة ثابتة (static class)، مع استخدام الكلمة المفتاحية this للمعامل الأول لتحديد النوع الذي تقوم بتوسعته.
Program.cs: في ملفك الرئيسي، اقرأ عدداً صحيحاً من المدخلات واستعرض طرق التوسعة الثلاث جميعها. استدعِ كل طريقة مباشرة على العدد الصحيح كما لو كانت طريقة مدمجة، ثم اطبع النتائج.

ستتلقى ثلاثة مدخلات:

رقم لاختباره (عدد صحيح)
القيمة الدنيا للتحقق من النطاق (عدد صحيح)
القيمة القصوى للتحقق من النطاق (عدد صحيح)

اطبع المخرجات بهذا التنسيق:

Is {number} even? {True/False}
Square of {number}: {result}
Is {number} in range [{min}-{max}]? {True/False}

على سبيل المثال، إذا كانت المدخلات هي 7، و 5، و 10، يجب أن تكون المخرجات:

Is 7 even? False
Square of 7: 49
Is 7 in range [5-10]? True

لاحظ مدى الطبيعية التي يمكنك بها كتابة number.IsEven() و number.Square() - تبدو طرق التوسعة وكأنها كانت دائماً جزءاً من نوع العدد الصحيح!

ورقة مرجعية

تسمح لك أساليب التوسعة (Extension methods) بإضافة أساليب جديدة إلى الأنواع الموجودة دون تعديل الكود المصدري الخاص بها. يجب تعريفها كـ static methods في static class، مع سبوق المعلمة الأولى بالكلمة الأساسية this.

بناء الجملة الأساسي لأسلوب التوسعة:

public static class StringExtensions
{
    public static int WordCount(this string str)
    {
        return str.Split(' ').Length;
    }
}

الاستخدام:

string sentence = "Hello World Today";
int count = sentence.WordCount();  // 3

تشير الكلمة الأساسية this قبل المعلمة الأولى إلى النوع الذي يتم توسيعه. يقوم المترجم (compiler) بترجمة sentence.WordCount() إلى StringExtensions.WordCount(sentence).

أساليب التوسعة مع معلمات إضافية:

public static bool IsLongerThan(this string str, int length)
{
    return str.Length > length;
}

bool result = "Hello".IsLongerThan(3);  // true

جرّب بنفسك

using System;
using Utilities;

class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        // قراءة المدخلات
        int number = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
        int min = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
        int max = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());

        // TODO: استخدم extension methods على 'number' واطبع النتائج
        // استدعِ number.IsEven() و number.Square() و number.IsInRange(min, max)
        // اطبع بالتنسيق التالي:
        // هل {number} زوجي؟ {True/False}
        // مربع {number}: {result}
        // هل {number} في النطاق [{min}-{max}]؟ {True/False}

    }
}