التركيب مقابل الوراثة (Composition vs Inheritance)

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة Dart على Coddy — الدرس 82 من 110.

لقد تعلمت أن الوراثة تنشئ علاقة "is-a" - فالـ Dog هو Animal. ولكن هناك نهج قوي آخر: التركيب (composition)، والذي ينشئ علاقة "has-a". فبدلاً من وراثة السلوك، يحتوي الـ class على مثيلات (instances) من classes أخرى ويفوض العمل إليها.

فكر في فئة Car. مع الوراثة، قد تحاول توسيع فئة Engine - ولكن السيارة ليست محركاً، بل هي تمتلك محركاً:

class Engine {
  void start() => print('Engine started');
}

class Car {
  final Engine _engine = Engine();  // التركيب: السيارة تمتلك محركاً
  
  void start() {
    _engine.start();  // التفويض للمحرك
    print('Car is ready to drive');
  }
}

void main() {
  var car = Car();
  car.start();
}

الميزة الرئيسية للتركيب (composition) هي المرونة. فمع الوراثة (inheritance)، تكون مقيداً بفئة أب واحدة. أما مع التركيب، فيمكنك دمج مكونات متعددة وحتى تبديلها في وقت التشغيل (runtime):

class ElectricEngine {
  void start() => print('Electric motor humming');
}

class HybridCar {
  Engine? _gasEngine;
  ElectricEngine? _electricEngine;
  
  HybridCar({bool useElectric = false}) {
    if (useElectric) {
      _electricEngine = ElectricEngine();
    } else {
      _gasEngine = Engine();
    }
  }
}

من الإرشادات الشائعة هي "تفضيل التركيب على الوراثة". استخدم الوراثة عندما تكون هناك علاقة "is-a" حقيقية وتحتاج إلى تعدد الأشكال (polymorphism). استخدم التركيب عندما تريد إعادة استخدام السلوك دون اقتران وثيق (tight coupling)، أو عندما يحتاج الكائن إلى قدرات من مصادر متعددة.

التحدي

سهل

لنقم ببناء نظام كمبيوتر باستخدام التركيب (composition)! بدلاً من محاولة جعل الكمبيوتر يرث من أجزائه، ستقوم بإنشاء فئات مكونات منفصلة وتركيبها معاً - لأن الكمبيوتر يحتوي على وحدة معالجة مركزية (CPU) و يحتوي على ذاكرة (memory)، فهو ليس وحدة معالجة مركزية أو ذاكرة.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك في ثلاثة ملفات:

components.dart: قم بإنشاء فئتين للمكونات تمثلان أجزاء الكمبيوتر:
- فئة CPU مع String brand و double speedGHz. قم بتضمين طريقة process() التي تعيد سلسلة نصية: [brand] processing at [speedGHz]GHz
- فئة Memory مع int sizeGB. قم بتضمين طريقة load() التي تعيد سلسلة نصية: Loading [sizeGB]GB of data
computer.dart: قم بإنشاء فئة Computer تستخدم التركيب لدمج المكونات. يجب أن يقوم الكمبيوتر الخاص بك بـ:
- امتلاك حقل String name
- احتواء مثيل من CPU ومثيل من Memory (التركيب - الكمبيوتر "لديه" هذه الأجزاء)
- قبول جميع القيم اللازمة من خلال المنشئ (constructor) الخاص به لإنشاء كلا المكونين داخلياً
- امتلاك طريقة boot() تفوض العمل لكلا المكونين وتطبع ثلاثة أسطر: اسم الكمبيوتر متبوعاً بـ starting...، ثم نتيجة طريقة process الخاصة بـ CPU، ثم نتيجة طريقة load الخاصة بـ Memory
- امتلاك طريقة specs() تعيد سلسلة نصية تصف النظام: [name]: [brand] [speedGHz]GHz, [sizeGB]GB RAM
main.dart: قم باستيراد ملفاتك واستعرض التركيب أثناء العمل:
- قم بإنشاء Computer باسم Workstation مع وحدة معالجة مركزية Intel تعمل بتردد 3.5 جيجاهرتز و 16 جيجابايت من الذاكرة
- استدعِ طريقة boot()
- اطبع نتيجة specs()

لاحظ كيف أن فئة Computer لا ترث من CPU أو Memory - بل تحتويهما وتفوض العمل إليهما. هذه هي علاقة "has-a" التي ينشئها التركيب!

المخرجات المتوقعة:

Workstation starting...
Intel processing at 3.5GHz
Loading 16GB of data
Workstation: Intel 3.5GHz, 16GB RAM

ورقة مرجعية

يُنشئ التركيب (Composition) علاقة "يحتوي على" (has-a) حيث تحتوي الفئة على مثيلات من فئات أخرى وتفوض العمل إليها، بدلاً من الوراثة منها.

مثال أساسي على التركيب:

class Engine {
  void start() => print('Engine started');
}

class Car {
  final Engine _engine = Engine();  // Car HAS an Engine
  
  void start() {
    _engine.start();  // Delegate to the engine
    print('Car is ready to drive');
  }
}

التركيب مع المرونة - تبديل المكونات:

class ElectricEngine {
  void start() => print('Electric motor humming');
}

class HybridCar {
  Engine? _gasEngine;
  ElectricEngine? _electricEngine;
  
  HybridCar({bool useElectric = false}) {
    if (useElectric) {
      _electricEngine = ElectricEngine();
    } else {
      _gasEngine = Engine();
    }
  }
}

متى تستخدم التركيب مقابل الوراثة:

استخدم الوراثة لعلاقات "هو" (is-a) الحقيقية عندما تحتاج إلى تعدد الأشكال (polymorphism)
استخدم التركيب لإعادة استخدام السلوك دون اقتران وثيق، أو عندما يحتاج الكائن إلى قدرات من مصادر متعددة
إرشادات عامة: "فضل التركيب على الوراثة"

جرّب بنفسك

import 'computer.dart';

void main() {
  // TODO: قم بإنشاء Computer باسم "Workstation" بـ:
  // - Intel CPU يعمل بتردد 3.5 GHz
  // - 16 GB من الذاكرة

  // TODO: استدعِ التابع boot()

  // TODO: اطبع نتيجة specs()
}