ما هي مبادئ تصميم البرمجيات؟

مبادئ تصميم البرمجيات هي مجموعة من الإرشادات وأفضل الممارسات التي يتبعها المطورون عند إنشاء البرامج. تركز هذه المبادئ في المقام الأول على البرمجة والهندسة المعمارية، مما يضمن أن البرنامج قابل للصيانة وإعادة الاستخدام وقابل للتكيف مع التغيير. من خلال الالتزام بهذه المبادئ، يمكن للمطورين تحسين جودة البرنامج وتعزيز أدائه وتسهيل التطور مع المتطلبات المتغيرة بمرور الوقت. يساعد اتباع هذه المبادئ المطورين على كتابة التعليمات البرمجية التي تكون أسهل في القراءة والاختبار والتوسيع، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل التكلفة الإجمالية لملكية البرنامج وتمكين الفرق من التعاون بفعالية.

علاوة على ذلك، تساعد مبادئ تصميم البرمجيات المطورين على إنشاء أنظمة جيدة التنظيم. في عملية التطوير، يتم قضاء حوالي 20-40٪ فقط من الوقت في كتابة التعليمات البرمجية، بينما يتم تخصيص الباقي لقراءتها وصيانتها. ولذلك، فإن تصميم نظام جيد أمر بالغ الأهمية لتحقيق النجاح على المدى الطويل.

يجب أن تشمل الصفات الأساسية للنظام الجيد ما يلي:

• قابلة للقراءة: يجب أن تكون التعليمات البرمجية نظيفة ومنظمة بشكل جيد، حتى يتمكن المطورون الآخرون من فهمها بسهولة.

• مفهوم: يجب تقليل التعقيد إلى الحد الأدنى، ويجب كتابة المنطق بوضوح، مما يسمح للمطورين بفهمه بسرعة.

• قابلة للصيانة: يجب أن يكون من السهل إجراء تغييرات، أو إضافة ميزات جديدة، أو إصلاح الأخطاء داخل التعليمات البرمجية.

• قابل للتوسيع: يجب أن يكون النظام مرنًا بدرجة كافية للتعامل مع التغييرات المستقبلية أو الميزات الجديدة دون إعادة كتابة كبيرة.

توفر مبادئ تصميم البرامج للمطورين إرشادات حول كيفية كتابة تعليمات برمجية واضحة وفعالة، وكيفية هيكلة بنية البرامج بحيث يمكن التوسع فيها بشكل فعال، وكيفية ضمان ربط الوظائف المختلفة ببعضها البعض بشكل صحيح.

لماذا تعتبر مبادئ تصميم البرمجيات مهمة؟

على الرغم من أنه من الممكن كتابة التعليمات البرمجية دون اتباع مبادئ تصميم البرامج بشكل صارم، فإن فهم هذه المبادئ وتطبيقها أمر ضروري لأي شخص يطمح إلى أن يصبح مطورًا ماهرًا أو رفيع المستوى. هذه المبادئ ليست مجرد مبادئ توجيهية؛ فهي تساعد على التأكد من أن البرنامج الذي نبنيه قابل للتطوير، وقابل للصيانة، وقابل للتكيف مع التغييرات المستقبلية.

أهمية مبادئ تصميم البرمجيات:

• توفير الحل الصحيح: تقدم مبادئ تصميم البرمجيات إرشادات تساعد المطورين في العثور على الحل الصحيح لمشاكل البرمجة. باتباع هذه المبادئ، يمكننا كتابة تعليمات برمجية يسهل تحديثها وصيانتها وتغييرها في المستقبل.

• فهم كود إطار العمل: عندما ننظر إلى مكتبات مثل React، نلاحظ أن العديد من أنماط التصميم تُستخدم في أكوادها البرمجية. على الرغم من أن هذه الأنماط قد تبدو معقدة في البداية، إلا أنه بمجرد فهمها، يمكننا تطبيق نفس الأنماط في مشاريعنا الخاصة لتحسين جودة التعليمات البرمجية وقابلية التوسع.

مثال: تستخدم React مبدأ انعكاس التبعية، خاصة من خلال الخطافات وواجهة برمجة تطبيقات السياق، لجعل التعليمات البرمجية أكثر نمطية وقابلة للصيانة. تُعد هذه الأنماط جزءًا لا يتجزأ من بنية React، مما يضمن إمكانية إعادة استخدام التعليمات البرمجية ونمطيتها.

تسمح لنا الخطافات (مثل useState وuseEffect) بفصل المنطق داخل المكون، مما يجعل الكود أكثر وضوحًا وأسهل في الصيانة.

تعمل واجهة برمجة تطبيقات السياق مثل حقن التبعية، حيث تعمل على تبسيط مشاركة البيانات عبر التطبيق من خلال إدارة الحالة العالمية.

• بناء إطار العمل الخاص بك: لإنشاء مكتبة قوية وشائعة مثل React، من الضروري الفهم العميق لمبادئ تصميم البرامج وأنماط التصميم. هذه المبادئ هي الأساس لإنشاء أنظمة قوية وفعالة تصمد أمام اختبار الزمن.

لماذا وكيف تعتبر مبادئ تصميم البرمجيات مهمة؟

• الحفاظ على جودة التعليمات البرمجية: لإنشاء مكتبات مثل React، يعد الحفاظ على جودة التعليمات البرمجية العالية أمرًا بالغ الأهمية. تساعدنا مبادئ التصميم على كتابة تعليمات برمجية نظيفة وفعالة وقابلة للصيانة. على سبيل المثال، يسمح لنا تطبيق مبدأ المسؤولية الفردية (SRP) بتقييد كل مكون بمسؤولية واحدة، مما يقلل التعقيد ويجعل الصيانة أسهل.

• إنشاء كود قابل لإعادة الاستخدام: تكمن قوة React في بنيتها القائمة على المكونات. باستخدام المبدأ المفتوح/المغلق (OCP)، يمكننا كتابة تعليمات برمجية قابلة للتوسيع بسهولة دون الحاجة إلى تعديل التعليمات البرمجية الموجودة. وهذا يضمن أن المكونات قابلة لإعادة الاستخدام ومرنة للتغييرات المستقبلية.

• سهولة الصيانة والتحديثات: عند إنشاء مكتبات واسعة النطاق، تصبح سهولة الصيانة والتحديثات أمرًا ضروريًا. باتباع مبدأ انعكاس التبعية (DIP)، يمكننا تقليل التبعيات بين الأجزاء المختلفة للمكتبة، مما يجعلها أكثر نمطية وأسهل في التحديث. بالنسبة للمكتبات مثل React، يضمن هذا المبدأ النجاح والمرونة على المدى الطويل.

ملاحظة: سوف نستكشف مبدأ المسؤولية الفردية (SRP)، والمبدأ المفتوح/المغلق (OCP)، ومبدأ انعكاس التبعية (DIP) بمزيد من التفاصيل لاحقًا.

باختصار، تعلمنا مبادئ تصميم البرمجيات تقنيات البرمجة والتصميم المناسبة التي تساعد في تحسين وصيانة المشاريع المستقبلية. هذه المبادئ ليست فقط لكتابة التعليمات البرمجية ولكنها مهمة في كل خطوة من عملية تطوير البرمجيات. ومن خلال إتقان أنماط التصميم ومبادئ تصميم البرمجيات وتطبيقها على مشاريعنا، يمكننا أن نصبح مطورين ماهرين.

أنواع مبادئ تصميم البرمجيات:

هناك 6 مبادئ رئيسية لتصميم البرمجيات للهندسة الناجحة:

• المبادئ الصلبة

• مبدأ الجفاف (لا تكرر نفسك)

• مبدأ KISS (اجعل الأمر بسيطًا، غبيًا)

• مبدأ YAGNI (لن تحتاج إليه)

• PoLA (مبدأ أقل الدهشة)

• مبدأ التغليف

يتم اعتماد مبادئ التصميم هذه على نطاق واسع داخل مجتمع هندسة البرمجيات. ومع ذلك، قد يكون لدى المنظمات أو قواعد التعليمات البرمجية المختلفة احتياجات فريدة، لذلك قد لا تنطبق بعض المبادئ على كل موقف. ومع ذلك، من خلال تطبيق هذه المبادئ على مشاريعنا، يمكننا التأكد من أننا نسير على الطريق الصحيح لبناء برامج عالية الجودة.