بايثون تعدد الأشكال

مفهوم تعدد الأشكال

تعدد الأشكال أو بوليمورفيزم ( Polymorphism ) هو مجرد أسلوب في كتابة الكود يقصد منه بناء دالة تنفذ أوامر مختلفة على حسب الكائن الذي نمرره لها عند إستدعائها.
في العادة تعدد الأشكال يكون مرتبط بشكل أساسي بالوراثة حيث تكون الدالة مبنية على أساس الكلاس الأب, و لكننا عند إستدعائها نمرر لها كائن من إحدى الكلاسات التي ترث منه.

إذاً, تعدد الأشكال يمكن أن يتحقق بأشكال مختلفة على حسب الكود الذي تبنيه أو تستخدمه.
و أحياناً تجد نفسك تستخدم نفس الدالة مع مصفوفة أو مع نص, فتجد أن طريقة عمل هذه الدالة و ما ترجعه لك يختلف تماماً على حسب نوع الكائن الذي تمرره لها.

دوال جاهزة في بايثون تطبق مبدأ تعدد الأشكال

من أبرز الدوال التي نستخدمها و التي تطبق مبدأ تعدد الأشكال هي الدالة len() التي سبق أن تعاملنا معها في أكثر من درس و لكن كل مرة كنا نستخدمها لسبب مختلف.
فمثلاً, عند تمرير نص لهذه الدالة فإنها ترجع عدد أحرفه. و عند تمرير مصفوفة لهذه الدالة فإنها ترجع عدد عناصرها.


في المثال التالي قمنا بتعريف كائن إسمه string وضعنا فيه نص عادي, و كائن نوعه list إسمه aList وضعنا فيه 5 عناصر.
بعدها قمنا بطباعة ما سترجعه الدالة len() في حال تمرير الكائن string و الكائن aList لها.

مثال

Test.py
# يحتوي على نص string هنا قمنا بتعريف كائن إسمه
string = 'Python tutorial for beginners'

# وضعنا فيه مجموعة أعداد صحيحة aإسمه هنا قمنا بتعريف
a= [10, 20, 30, 40, 50]

# len() الذي سترجعه الدالة string هنا قمنا بعرض عدد أحرف الكائن
print('Number of characters in string is:', len(string))

# len() الذي سترجعه الدالة aهنا قمنا بعرض عدد عناصر الكائن
print('Number of elements in ais:', len(aList))
		

سنحصل على النتيجة التالية عند تشغيل الملف Test.

Number of characters in string is: 29
Number of elements in ais: 5

إذاً, نلاحظ أنه عند تمرير الكائن string للدالة len() قامت بإرجاع عدد أحرفه. و عند تمرير الكائن aList قامت بإرجاع عدد عناصره. مما يعني أن الدالة len() تقوم بالتشييك على نوع الكائن الذي يمرر لها و على أساس نوعه تقوم بإرجاع القيمة.



معلومة تقنية

في بايثون, يوجد دالة جاهزة إسمها isinstance() يمكن استخدامها لمعرفة ما إذا كان الكائن قد تم إنشاؤه من كلاس معين أم لا.
في حال كان منشئاً منه فإنها ترجع True, أما إذا لم يكن منشئاً منه فإنها ترجع False.


الآن, بما أن الدالة len() تقوم بالتشييك على نوع الكائن الذي نمرره لها فهذا يعني أنها على الأرجح معرفة كالتالي.

def len(obj):
	
	# str هو obj هنا كأننا قلنا: هل نوع الكائن الذي تم تمرير مكان الكائن
	if isinstance(obj, str):
		# أي نص, سيتم تنفيذ الكود الخاص بحساب عدد أحرفه و من ثم إرجاعه str إذا كان نوع الكائن الذي تم تمريره للدالة هو
		
	# هو objهنا كأننا قلنا: هل نوع الكائن الذي تم تمرير مكان الكائن
	elif isinstance(obj,):
		# أي مصفوفة, سيتم تنفيذ الكود الخاص بحساب عدد عناصرها و من ثم إرجاعه إذا كان نوع الكائن الذي تم تمريره للدالة هو
	

بناء دالة تطبق مبدأ تعدد الأشكال

في المثال التالي قمنا بتعريف دالة إسمها print_sum() مصممة للتعامل مع ثلاث أنواع من الكائنات.

  • إذا مررت لها عدد صحيح, أي نوعه int, فإنها تقوم بطباعة ناتج جمع الأرقام الموجودة فيه.
  • إذا مررت لها نص يمثل عدد صحيح, أي نوعه str, فإنها تقوم بتحويل الأحرف الموجودة فيه لأرقام و من ثم تقوم بطباعة ناتج جمع هذه الأرقام.
  • إذا مررت لها مصفوفة نوعها list تحتوي على أعداد صحيحة أو نصوص تمثل أعداد صحيحة, فإنها تقوم بطباعة ناتج جمع هذه العناصر.

مثال

Test.py
# obj تحتوي على باراميتر إسمه print_sum هنا قمنا بتعريف دالة إسمها
def print_sum(obj):

	# سنستخدمه عند إجراء أي عملية جمع لذلك قمنا بتجهيزه و إعطاءه القيمة 0 s المتغير 
    s = 0

	# أي إذا كانت قيمته عبارة عن عدد صحيح ,int إذا كان قيمته نوعها obj الكود التالي مهمته حساب ناتج جمع الأرقام الموجودة في الكائن
    if isinstance(obj, int):
        while obj:
            s += obj % 10
            obj //= 10
        print('Sum of digits:', s)

	# أي إذا كانت قيمته عبارة عن نص يمثل عدد صحيح ,str إذا كان قيمته نوعها obj الكود التالي مهمته حساب ناتج جمع الأرقام الموجودة في الكائن
    elif isinstance(obj, str):
        for c in obj:
            s += int(c)
        print('Sum of characters:', s)

	# أي إذا كانت قيمته عبارة عن مصفوفة ,إذا كان عبارة عن obj الكود التالي مهمته حساب ناتج جمع قيم العناصر الموجودة في الكائن
    elif isinstance(obj,):
        for e in obj:
            s += int(e)
        print('Sum of elements:', s)

	# أو str أو int ليس obj الكود التالي مهتمه طباعة جملة تنبيه في حال كان نوع قيمة الكائن
	else:
		print('This function is not made for this type!')
		

print_sum(12345)              # و تمرير عدد صحيح لها print_sum() هنا قمنا باستدعاء الدالة
print_sum('12345')            # و تمرير نص يمثل عدد صحيح لها print_sum() هنا قمنا باستدعاء الدالة
print_sum([1, 2, 3, 4, 5])    # لها و تمرير مجموعة أعداد كـ print_sum() هنا قمنا باستدعاء الدالة
print_sum((1, 2, 3, 4, 5))    # لها tuple و تمرير مجموعة أعداد كـ print_sum() هنا قمنا باستدعاء الدالة
		

سنحصل على النتيجة التالية عند تشغيل الملف Test.

Sum of digits: 15
Sum of characters: 15
Sum of elements: 15
This function is not made for this type!

تطبيق مبدأ تعدد الأشكال مع الوراثة

في المثال التالي قمنا بتعريف كلاس مجرّد إسمه BaseCountry يعتبر الكلاس الأساسي لأي كلاس يمثل بلد و بالتالي أي كلاس سننشئه ليمثل بلد ما يجب أن يرث منه. في هذا الكلاس قمنا بتجهيز 3 دوال مجرّدة أيضاً.
بعدها قمنا بتعريف كلاس إسمه Egypt و كلاس إسمه Australia يرثان من الكلاس BaseCountry و يفعلان Override لكل الدوال التي ورثوها منه.
بعدها قمنا بإنشاء دالة إسمها print_country_info() مهمتها إستدعاء جميع الدوال الموجودة في الكائن الذي نمرره لها بشرط أن يكون هذا الكائن قد تم إنشاؤه من كلاس يرث من الكلاس BaseCountry.

في الأخير قمنا بإنشاء كائن من الكلاس Egypt و كائن من الكلاس Australia و تمرير كل كائن منهما للدالة print_country_info().

مثال

BaseCountry.py
# يحتوي على 3 دوال فارغة BaseCountry هنا قمنا بإنشاء كلاس إسمه
class BaseCountry:

    def name(self):
        pass

    def capital(self):
        pass

    def language(self):
        pass
		

Egypt.py
# حتى نستطيع الوراثة منه BaseCountry الموجود في الموديول BaseCountry هنا قمنا بتضمين الكلاس
from BaseCountry import BaseCountry


# للدوال الثلاثة الموجودة فيه Override و يفعل BaseCountry يرث من الكلاس Egypt هنا قمنا بإنشاء كلاس فارغ إسمه
class Egypt(BaseCountry):

    def name(self):
        print('Country: Egypt')

    def capital(self):
        print('Capital: Cairo')

    def language(self):
        print('Language: Arabic')
		

Australia.py
# حتى نستطيع الوراثة منه BaseCountry الموجود في الموديول BaseCountry هنا قمنا بتضمين الكلاس
from BaseCountry import BaseCountry


# للدوال الثلاثة الموجودة فيه Override و يفعل BaseCountry يرث من الكلاس Australia هنا قمنا بإنشاء كلاس فارغ إسمه
class Australia(BaseCountry):

    def name(self):
        print('Country: Australia')

    def capital(self):
        print('Capital: Canberra')

    def language(self):
        print('Language: English')
		

Test.py
# حتى نستطيع التعامل معهم Australia و Egypt ,BaseCountry هنا قمنا بتضمين الكلاسات
from BaseCountry import BaseCountry
from Egypt import Egypt
from Australia import Australia


# obj عند استدعاء هذه الدالة, إذا كان الكائن الذي تم تمريره مكان الباراميتر .obj فيها باراميتر واحد إسمه print_country_info هنا قمنا بتعريف دالة إسمها
# else سيتم إستدعاء الدوال الثلاثة الموجودة فيه. و إن لم يكن كذلك سيتم تنفيذ أمر الطباعة الموضوع في الجملة BaseCountry أصله كائن من كلاس يرث من الكلاس
def print_country_info(obj):
    if isinstance(obj, BaseCountry):
        obj.name()
        obj.capital()
        obj.language()
    else:
        print('You should pass an object of type BaseCountry')
    print('----------------------------------------------')


# australia إسمه Australia و كائن من الكلاس egypt إسمه Egypt هنا قمنا بإنشاء كائن من الكلاس
egypt = Egypt()
australia = Australia()

# لكي يتم إستدعاء الدوال الثلاثة منهم australia و egypt و مررنا لها الكائنين print_country_info() هنا قمنا باستدعاء الدالة
print_country_info(egypt)
print_country_info(australia)

# else و تمرير نص عادي لها. لاحظ كيف أنها ستقوم بتنفيذ أمر الطباعة الموضوع في الجملة print_country_info() هنا قمنا باستدعاء الدالة
print_country_info('A string object')
		

سنحصل على النتيجة التالية عند تشغيل الملف Test.

Country: Egypt
Capital: Cairo
Language: Arabic
----------------------------------------------
Country: Australia
Capital: Canberra
Language: English
----------------------------------------------
You should pass an object of type BaseCountry
----------------------------------------------

تطبيق مبدأ تعدد الأشكال مع المصفوفات و مع الوراثة

في المثال التالي قمنا بتعريف كلاس مجرّد إسمه BaseCountry يعتبر الكلاس الأساسي لأي كلاس يمثل بلد و بالتالي أي كلاس سننشئه ليمثل بلد ما يجب أن يرث منه. في هذا الكلاس قمنا بتجهيز 3 دوال مجرّدة أيضاً.
بعدها قمنا بتعريف كلاس إسمه Egypt و كلاس إسمه Australia يرثان من الكلاس BaseCountry و يفعلان Override لكل الدوال التي ورثوها منه.

في الأخير قمنا بإنشاء كائن من الكلاس Egypt و كائن من الكلاس Australia و من ثم وضعناهما في list إسمه countries.
و بعدها قمنا بإنشاء حلقة تمر على جميع الكائنات الموضوعة في الكائن و تستدعي الدوال الثلالثة من كل كائن تم إنشاؤه من كلاس يرث من الكلاس BaseCountry.

مثال

BaseCountry.py
# يحتوي على 3 دوال فارغة BaseCountry هنا قمنا بإنشاء كلاس إسمه
class BaseCountry:

    def name(self):
        pass

    def capital(self):
        pass

    def language(self):
        pass
		

Egypt.py
# حتى نستطيع الوراثة منه BaseCountry الموجود في الموديول BaseCountry هنا قمنا بتضمين الكلاس
from BaseCountry import BaseCountry


# للدوال الثلاثة الموجودة فيه Override و يفعل BaseCountry يرث من الكلاس Egypt هنا قمنا بإنشاء كلاس فارغ إسمه
class Egypt(BaseCountry):

    def name(self):
        print('Country: Egypt')

    def capital(self):
        print('Capital: Cairo')

    def language(self):
        print('Language: Arabic')
		

Australia.py
# حتى نستطيع الوراثة منه BaseCountry الموجود في الموديول BaseCountry هنا قمنا بتضمين الكلاس
from BaseCountry import BaseCountry


# للدوال الثلاثة الموجودة فيه Override و يفعل BaseCountry يرث من الكلاس Australia هنا قمنا بإنشاء كلاس فارغ إسمه
class Australia(BaseCountry):

    def name(self):
        print('Country: Australia')

    def capital(self):
        print('Capital: Canberra')

    def language(self):
        print('Language: English')
		

Test.py
# حتى نستطيع التعامل معهم Australia و Egypt ,BaseCountry هنا قمنا بتضمين الكلاسات
from BaseCountry import BaseCountry
from Egypt import Egypt
from Australia import Australia


# australia إسمه Australia و كائن من الكلاس egypt إسمه Egypt هنا قمنا بإنشاء كائن من الكلاس
egypt = Egypt()
australia = Australia()

# countries قمنا بتسميته في australia و egypt هنا قمنا بوضع الكائنين
countries = [egypt, australia]

# country و في كل مرة تخزن كائن واحد في الكائن countries هنا قمنا بإنشاء حلقة تمر على كل عنصر ( أي كائن ) في الكائن
# سيتم إستدعاء الدوال الثلاثة الموجودة فيه BaseCountry أصله كائن من كلاس يرث من الكلاس country إذا كان
for country in countries:
    if isinstance(country, BaseCountry):
        country.name()
        country.capital()
        country.language()
        print('------------------')
		

سنحصل على النتيجة التالية عند تشغيل الملف Test.

Country: Egypt
Capital: Cairo
Language: Arabic
------------------
Country: Australia
Capital: Canberra
Language: English
------------------

الدورات

أدوات مساعدة

الأقسام

دورات
مقالات أسئلة مشاريع كتب