الـ Composition مقابل الـ Inheritance

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة Java على Coddy — الدرس 47 من 87.

يُنشئ التوريث (Inheritance) علاقة "is-a" (هو-يكون): فالـ Dog هو Animal. ولكن ماذا لو احتاجت فئة (class) إلى وظائف من شيء ليست هي منه؟ هنا يأتي دور التركيب (composition)، الذي يُنشئ علاقة "has-a" (يملك-أو-لديه) بدلاً من ذلك.

باستخدام التركيب (composition)، يحتوي الصنف (class) على مثيلات (instances) من أصناف أخرى كحقول بدلاً من توسيعها (extending):

// نهج الوراثة: السيارة هي محرك (لا يعقل)
class Car extends Engine { }

// نهج التكوين: السيارة لديها محرك (منطقي)
class Car {
    private Engine engine;
    
    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }
    
    public void start() {
        engine.ignite();
    }
}

يوفر التركيب (Composition) مزايا عديدة. يمكنك تغيير الكائن المُرَكَّب في وقت التشغيل، مثل تبديل المحركات.

يمكنك أيضاً دمج السلوكيات من فئات متعددة، وهو أمر لا يسمح به التوريث في Java. تعرض الفئة المركبة فقط الأساليب التي تختارها، مما يوفر تغليفاً أفضل.

إرشادات عملية: استخدم الوراثة عندما تكون هناك علاقة "is-a" حقيقية ويمثل الصنف الفرعي (subclass) حقاً نسخة متخصصة من الصنف الأساسي (parent).

استخدم التركيب (composition) عندما تحتاج إلى استخدام وظائف فئة أخرى دون أن تكون من ذلك النوع. يتبع العديد من المطورين ذوي الخبرة المبدأ التالي: "تفضيل التركيب على الوراثة" لأنه يؤدي إلى كود أكثر مرونة وسهولة في الصيانة.

التحدي

سهل

لنقم ببناء نظام كمبيوتر باستخدام التركيب (composition) لتوضيح علاقة "يحتوي على" (has-a). بدلاً من أن يرث Computer من مكوناته (وهو أمر غير منطقي)، سيقوم الكمبيوتر الخاص بك بـ احتواء الأجزاء التي يحتاجها ليعمل.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك عبر ثلاثة ملفات:

Processor.java: قم بإنشاء فئة (class) تمثل وحدة المعالجة المركزية (CPU). يمتلك المعالج (Processor) حقلين خاصين (private fields): brand (String) و speedGHz (double). قم بتضمين منشئ (constructor) لتهيئة كلا الحقلين وطرق جلب (getter methods) لكل منهما. أضف طريقة process() تعيد سلسلة نصية (String): [brand] processing at [speedGHz] GHz
Memory.java: قم بإنشاء فئة تمثل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). تمتلك الذاكرة (Memory) حقلين خاصين: type (String، مثل "DDR4" أو "DDR5") و sizeGB (int). قم بتضمين منشئ، وطرق جلب، وطريقة load() تعيد: Loading [sizeGB]GB [type] memory
Computer.java: هنا يبرز دور التركيب! يجب أن يحتوي كلاس Computer الخاص بك على Processor و Memory كحقول خاصة—فهو لا يرث منهما، بل يحتويهما. قم بتضمين منشئ يقبل كلا المكونين. أضف طريقة boot() تعيد سلسلة نصية متعددة الأسطر تظهر بدء تشغيل الكمبيوتر باستخدام مكوناته:
```
Booting computer...
[processor.process() result]
[memory.load() result]
System ready!
```
أضف أيضاً طريقة getSpecs() تعيد: Specs: [processor brand] CPU, [memory sizeGB]GB [memory type]
Main.java: ابعث الحياة في نظامك المركب! ستتلقى أربعة مدخلات: علامة المعالج التجارية (String)، سرعة المعالج (double)، نوع الذاكرة (String)، وحجم الذاكرة (int).
قم بإنشاء Processor و Memory بهذه القيم، ثم قم بتركيبهما في Computer. اطبع نتيجة استدعاء boot()، ثم اطبع نتيجة getSpecs().

ستتلقى أربعة مدخلات بالترتيب: العلامة التجارية للمعالج، سرعة المعالج (GHz)، نوع الذاكرة، وحجم الذاكرة (GB).

لاحظ كيف يقوم Computer بتفويض العمل لمكوناته بدلاً من محاولة تقمص دورها—هذه هي قوة التركيب! يمكن للكمبيوتر استخدام أي Processor أو Memory تعطيه إياه، مما يجعل التصميم مرناً وواقعياً.

ورقة مرجعية

ينشئ التركيب (Composition) علاقة "لديه-أو-يحتوي-على" (has-a) حيث تحتوي الفئة على مثيلات من فئات أخرى كحقول بدلاً من توسيعها.

الوراثة مقابل التركيب:

// الوراثة: السيارة هي محرك (لا يعقل)
class Car extends Engine { }

// التركيب: السيارة لديها محرك (يعقل)
class Car {
    private Engine engine;
    
    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }
    
    public void start() {
        engine.ignite();
    }
}

مزايا التركيب:

يمكن تغيير الكائنات في وقت التشغيل
يمكن دمج السلوكيات من فئات متعددة
تغليف أفضل - كشف الطرق المختارة فقط
كود أكثر مرونة وقابلية للصيانة

متى يُستخدم:

الوراثة: تُستخدم عندما تكون هناك علاقة "هو-أو-يكون" (is-a) حقيقية وتكون الفئة الفرعية نسخة متخصصة من الفئة الأب
التركيب: يُستخدم عندما تحتاج إلى وظائف فئة أخرى دون أن تكون من ذلك النوع

أفضل ممارسة: "فضل التركيب على الوراثة"

جرّب بنفسك

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // قراءة المدخلات
        String processorBrand = scanner.nextLine();
        double processorSpeed = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
        String memoryType = scanner.nextLine();
        int memorySize = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
        
        // TODO: إنشاء Processor بالعلامة التجارية والسرعة
        
        // TODO: إنشاء Memory بالنوع والحجم
        
        // TODO: إنشاء Computer عن طريق دمج الـ Processor والـ Memory
        
        // TODO: طباعة نتيجة boot()
        
        // TODO: طباعة نتيجة getSpecs()
    }
}