المتغيرات الخاصة بالكائن مقابل المتغيرات الساكنة

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة Java على Coddy — الدرس 15 من 87.

حتى الآن، كل حقل قمنا بإنشائه ينتمي إلى كائن محدد. كل BankAccount لديه balance خاص به، وكل Product لديه name خاص به. هذه هي instance variables (متغيرات النسخة) - وهي توجد بشكل منفصل لكل نسخة من الفئة (class).

ولكن ماذا لو كنت بحاجة إلى بيانات مشتركة عبر جميع الكائنات (objects)؟ هنا يأتي دور المتغيرات الساكنة (static variables) (والتي تُسمى أيضاً متغيرات الفئة class variables). ينتمي المتغير الساكن إلى الفئة (class) نفسها، وليس إلى أي كائن (object) معين.

public class Student {
    private String name;           // متغير النسخة - فريد لكل طالب
    private static int totalCount; // متغير ثابت - مشترك بين جميع الطلاب
    
    public Student(String name) {
        this.name = name;
        totalCount++;  // يزيد العداد المشترك
    }
    
    public static int getTotalCount() {
        return totalCount;
    }
}

عندما تقوم بإنشاء عدة طلاب، يكون لكل منهم name الخاص به، ولكنهم جميعاً يتشاركون في نفس الـ totalCount:

Student s1 = new Student("Alice");
Student s2 = new Student("Bob");
System.out.println(Student.getTotalCount());  // المخرجات: 2

لاحظ كيف نصل إلى المتغير الساكن (static variable) من خلال اسم الفئة (Student.getTotalCount()) بدلاً من الوصول إليه من خلال كائن. وهذا يؤكد أن الأعضاء الساكنين (static members) ينتمون إلى الفئة، وليس إلى النسخ (instances).

استخدم متغيرات النسخة (instance variables) للبيانات التي تختلف بين الكائنات (مثل اسم الطالب). واستخدم المتغيرات الساكنة (static variables) للبيانات التي يجب مشاركتها (مثل عدّ عدد الكائنات الموجودة).

التحدي

سهل

لنقم ببناء نظام جرد Book يتتبع تفاصيل الكتب الفردية والعدد الإجمالي للكتب في مجموعتك بالكامل باستخدام متغيرات النسخة (instance variables) والمتغيرات الساكنة (static variables).

ستقوم بإنشاء ملفين لتنظيم الكود الخاص بك:

Book.java: أنشئ فئة Book تتتبع معلومات الكتاب الفردي مع الاحتفاظ أيضاً بعدد جميع الكتب التي تم إنشاؤها:
- متغير نسخة title (String) - فريد لكل كتاب
- متغير نسخة price (double) - فريد لكل كتاب
- متغير ساكن totalBooks (int) - مشترك بين جميع كائنات Book، يتتبع عدد الكتب التي تم إنشاؤها
- مُنشئ (constructor) يأخذ العنوان والسعر، ويقوم بزيادة إجمالي عدد الكتب
- دالة جلب getTitle() للعنوان
- دالة جلب getPrice() للسعر
- دالة ساكنة getTotalBooks() تعيد العدد الإجمالي للكتب التي تم إنشاؤها
Main.java: أنشئ عدة كائنات Book ووضح كيف يتتبع العداد الساكن جميع النسخ. ستتلقى ثلاثة عناوين كتب وثلاثة أسعار كمدخلات. بعد إنشاء الكتب الثلاثة، اطبع أربعة أسطر:
- عنوان وسعر كل كتاب بالتنسيق التالي: [title]: $[price] (يتم تنسيق السعر إلى منزلتين عشريتين)
- إجمالي عدد الكتب باستخدام الدالة الساكنة: Total books: [count]

ستتلقى ستة مدخلات بالترتيب: title1، price1، title2، price2، title3، price3.

تذكر الوصول إلى الدالة الساكنة من خلال اسم الفئة (Book.getTotalBooks()) بدلاً من الوصول إليها من خلال نسخة كائن. لتنسيق الأسعار، استخدم String.format("%.2f", price).

ورقة مرجعية

ينتمي المتغير الساكن (يسمى أيضاً متغير الفئة) إلى الفئة نفسها ويتم مشاركته عبر جميع مثيلات تلك الفئة، على عكس متغيرات المثيل التي تكون فريدة لكل كائن.

قم بالتصريح عن متغير ساكن باستخدام الكلمة المفتاحية static:

public class Student {
    private String name;           // متغير مثيل - فريد لكل طالب
    private static int totalCount; // متغير ساكن - مشترك بين جميع الطلاب
    
    public Student(String name) {
        this.name = name;
        totalCount++;  // يزيد العداد المشترك
    }
    
    public static int getTotalCount() {
        return totalCount;
    }
}

قم بالوصول إلى المتغيرات والأساليب الساكنة من خلال اسم الفئة بدلاً من مثيل الكائن:

Student s1 = new Student("Alice");
Student s2 = new Student("Bob");
System.out.println(Student.getTotalCount());  // المخرج: 2

استخدم متغيرات المثيل للبيانات التي تختلف بين الكائنات. استخدم المتغيرات الساكنة للبيانات التي يجب مشاركتها عبر جميع المثيلات.

جرّب بنفسك

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // قراءة المدخلات لثلاثة كتب
        String title1 = scanner.nextLine();
        double price1 = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
        String title2 = scanner.nextLine();
        double price2 = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
        String title3 = scanner.nextLine();
        double price3 = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
        
        // TODO: إنشاء ثلاثة كائنات Book باستخدام المدخلات أعلاه
        
        // TODO: طباعة عنوان وسعر كل كتاب بالتنسيق: [title]: $[price]
        // استخدم String.format("%.2f", price) لتنسيق السعر إلى منزلتين عشريتين
        
        // TODO: طباعة العدد الإجمالي للكتب باستخدام static method
        // التنسيق: Total books: [count]
        // تذكر الوصول إلى static method من خلال اسم الفئة: Book.getTotalBooks()
    }
}