الدوال العامة (Generic Methods)

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة Java على Coddy — الدرس 55 من 87.

بينما تجعل الأصناف العامة (generic classes) أصنافاً كاملة تعمل مع أنواع مختلفة، قد تحتاج أحياناً إلى أن تكون طريقة واحدة فقط عامة. تقوم الطريقة العامة (generic method) بالتصريح عن معلمة النوع (type parameter) الخاصة بها، بشكل مستقل عن أي عموميات (generics) على مستوى الصنف.

يظهر معامل النوع قبل نوع الإرجاع في توقيع الطريقة:

public class Utility {
    public static <T> void printArray(T[] array) {
        for (T element : array) {
            System.out.println(element);
        }
    }
}

String[] names = {"Alice", "Bob"};
Integer[] numbers = {1, 2, 3};

Utility.printArray(names);    // يعمل مع String[]
Utility.printArray(numbers);  // يعمل مع Integer[]

لاحظ الـ <T> الموضوعة بين المُعدِّلات (modifiers) ونوع الإرجاع (return type). هذا يصرّح بـ T كبارامتر نوع (type parameter) لهذه الدالة المحددة. يستنتج المترجم (compiler) النوع الفعلي من الوسائط (arguments) التي تمررها.

يمكن للدوال العامة (Generic methods) أيضًا إرجاع النوع العام:

public static <T> T getFirst(T[] array) {
    if (array.length > 0) {
        return array[0];
    }
    return null;
}

String first = getFirst(new String[]{"a", "b"});  // تعيد "a"

يمكنك استخدام معلمات أنواع متعددة عند الحاجة:

public static <K, V> void printPair(K key, V value) {
    System.out.println(key + ": " + value);
}

printPair("Age", 25);        // String و Integer
printPair(1, "First");       // Integer و String

تعتبر الأساليب العامة (Generic methods) مفيدة بشكل خاص في فئات الأدوات المساعدة (utility classes) حيث تحتاج إلى عمليات مرنة وقابلة لإعادة الاستخدام دون الحاجة إلى إنشاء فئة عامة (generic class).

التحدي

سهل

لنقم ببناء مجموعة أدوات مساعدة تعرض مرونة الأساليب العامة (generic methods). ستقوم بإنشاء فئة تحتوي على أساليب قابلة لإعادة الاستخدام تعمل مع أي نوع، مما يوضح كيف يمكن للأساليب العامة أن توجد بشكل مستقل عن الفئات العامة.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك عبر ملفين:

ArrayUtils.java: قم بإنشاء فئة أدوات مساعدة تحتوي على أساليب عامة للتعامل مع المصفوفات. يجب أن تحتوي الفئة الخاصة بك على ثلاثة أساليب عامة ثابتة (static):
getLast - أسلوب عام يأخذ مصفوفة من النوع T ويعيد العنصر الأخير. إذا كانت المصفوفة فارغة، فقم بإرجاع null.

swap - أسلوب عام يأخذ مصفوفة من النوع T وفهرسين صحيحين (integer indices)، ثم يبدل العناصر في تلك المواقع. هذا الأسلوب لا يعيد أي شيء.

printWithLabel - أسلوب عام بمعلمتي نوع K و V. يأخذ تسمية من النوع K وقيمة من النوع V، ثم يطبعهما بالتنسيق التالي: [label]: [value]
Main.java: ضع أساليبك العامة قيد التنفيذ! ستتلقى أربعة مدخلات: كلمتان (Strings) ورقمان (integers).
أولاً، قم بإنشاء مصفوفة String[] تحتوي على كلتا الكلمتين. استخدم getLast للحصول على العنصر الأخير واطبع: Last word: [result]

بعد ذلك، قم بإنشاء مصفوفة Integer[] تحتوي على كلا الرقمين. استدعِ swap لتبديل العناصر في الفهرسين 0 و 1، ثم اطبع: After swap: [first], [second]

أخيراً، قم باستعراض الأسلوب العام ذو المعلمتين من خلال استدعاء printWithLabel مرتين:
- مرة مع الكلمة الأولى كتسمية (label) والرقم الأول كقيمة (value)
- مرة مع الرقم الأول كتسمية (label) والكلمة الثانية كقيمة (value)

ستتلقى أربعة مدخلات بالترتيب: الكلمة الأولى، الكلمة الثانية، الرقم الأول، الرقم الثاني.

لاحظ كيف يعلن كل أسلوب عن معلمة (أو معلمات) النوع الخاصة به باستخدام <T> أو <K, V> قبل نوع الإرجاع. يستنتج المترجم (compiler) الأنواع الفعلية من الوسائط التي تمررها — لا حاجة لتحديدها صراحة عند استدعاء الأساليب!

ورقة مرجعية

تُصرح الطريقة العامة (generic method) عن معلمة النوع الخاصة بها، بشكل مستقل عن أي جينيريك على مستوى الفئة. تظهر معلمة النوع قبل نوع الإرجاع في توقيع الطريقة.

بنية الطريقة العامة الأساسية:

public static <T> void printArray(T[] array) {
    for (T element : array) {
        System.out.println(element);
    }
}

يتم وضع <T> بين المُعدِّلات (modifiers) ونوع الإرجاع. يستنتج المترجم (compiler) النوع الفعلي من الوسائط التي تمررها.

يمكن للطرق العامة إرجاع النوع العام:

public static <T> T getFirst(T[] array) {
    if (array.length > 0) {
        return array[0];
    }
    return null;
}

يمكن استخدام معلمات نوع متعددة:

public static <K, V> void printPair(K key, V value) {
    System.out.println(key + ": " + value);
}

printPair("Age", 25);        // String and Integer
printPair(1, "First");       // Integer and String

تعتبر الطرق العامة مفيدة في فئات الأدوات المساعدة (utility classes) لإجراء عمليات مرنة وقابلة لإعادة الاستخدام دون الحاجة إلى إنشاء فئة عامة (generic class).

جرّب بنفسك

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // قراءة المدخلات
        String firstWord = scanner.nextLine();
        String secondWord = scanner.nextLine();
        int firstNumber = scanner.nextInt();
        int secondNumber = scanner.nextInt();
        
        // TODO: إنشاء مصفوفة String[] تحتوي على كلتا الكلمتين
        
        // TODO: استخدام ArrayUtils.getLast للحصول على العنصر الأخير
        // طباعة: "Last word: [result]"
        
        // TODO: إنشاء مصفوفة Integer[] تحتوي على كلا الرقمين
        
        // TODO: استدعاء ArrayUtils.swap لتبديل العناصر في الفهرسين 0 و 1
        // طباعة: "After swap: [first], [second]"
        
        // TODO: استدعاء ArrayUtils.printWithLabel مع firstWord كـ label و firstNumber كـ value
        
        // TODO: استدعاء ArrayUtils.printWithLabel مع firstNumber كـ label و secondWord كـ value
    }
}