ما الدالة في البرمجة

ما الدالة بالضبط، وبم تختلف عن بضعة أسطر عادية؟

الدالة بضعة أسطر من الشفرة لها اسم. وامتلاك الاسم هو ما يصنع الفرق: فالشفرة بلا اسم مجرد موضع في ملفك، أما الشفرة ذات الاسم فيمكن استدعاؤها من أي مكان في البرنامج ولم تعد بحاجة إلى معرفة ما يجري داخلها.

def display_name(user):
    name = user["name"].strip()
    if name == "":
        return "guest"
    return name

هنا يحدث أمران منفصلان يخلط بينهما المبتدئون عادة. السطر الأول هو التعريف: يقول إن هذا الشيء موجود وهذا عمله. وهو لا يُنفَّذ بل يُسجَّل فحسب. أما الاستدعاء فهو في موضع آخر، حين تكتب display_name(user_a)، وعندها فقط تُنفَّذ تلك الأسطر الخمسة.

إذن فالدالة المعرَّفة التي لا تُستدعى في أي مكان لا تفعل شيئا البتة ولا ترفع خطأ. وهذا أحد أشيع أسباب «شفرتي لا تعمل»، خصوصا حين ينقل أحدهم شفرة إلى داخل دالة وينسى استدعاءها في آخر الملف.

وأفضل تعريف للدالة ليس أنها تقلل التكرار؛ بل أنها تعطي اسما لفكرة. فحين تكتب display_name، لم يعد قارئ شفرتك مضطرا لقراءة أربعة أسطر ليفهم ما يجري. والاسم الجيد يحذف أربعة أسطر من الشرح، وهذا أكبر ما تمنحك إياه الدالة.

ما الفرق بين المعامل والوسيط؟

هاتان الكلمتان تنظران إلى شيء واحد من جهتين، ولهذا بالذات يُخلط بينهما. المعامل هو الاسم الذي تكتبه عند تعريف الدالة، أي user في السطر الأول من المثال أعلاه. والوسيط هو القيمة الحقيقية التي ترسلها عند الاستدعاء، أي user_a.

المعامل فراغ والوسيط ما يملأ ذلك الفراغ. وبدقة أكبر: المعامل يخص التعريف وهو واحد دائما، أما الوسيط فيخص كل استدعاء ويمكن أن يختلف في كل مرة. والدالة ذات المعامل الواحد قد تُستدعى خمسين مرة عبر برنامج بخمسين وسيطا مختلفا.

ومعرفة هذا التمييز مفيدة عمليا لا لغويا. فحين ترى خطأ يقول إن الدالة أرادت مدخلين وتلقت واحدا، فهو يتحدث عن عدد الوسائط لا عن التعريف. أي أن التعريف سليم والخطأ في السطر نفسه الذي استدعيتها فيه. وهذا التشخيص وحده يضيق البحث من ملف كامل إلى سطر صغير واحد.

وعادة تسهل حياتك: سمِّ معاملاتك بحيث تقول بنفسها ما تتوقعه. فـdef send(to, subject, body) تُقرأ بلا أي شرح، بينما def send(a, b, c) تجبرك على العودة إلى داخل الدالة في كل مرة، وهو بالضبط ما كانت الدالة ستوفره عليك.

ماذا تعني return ولماذا لا يحل print محلها؟

هنا يتعثر أكبر عدد من المبتدئين، وجذر المسألة سوء فهم بسيط: print يعرض شيئا على الشاشة، أما return فتسلّم قيمة إلى من استدعى الدالة. وهذان ليسا العمل نفسه إطلاقا.

def double(n):
    print(n * 2)

result = double(5)
print(result)

تعرض الشاشة 10 أولا ثم None. فالعشرة طبعتها الدالة نفسها، أما result ففارغ لأن هذه الدالة لم تُرجع شيئا. والدالة التي لا return فيها تسلّم None في بايثون، وما يعادلها في اللغات الأخرى.

def double(n):
    return n * 2

result = double(5)
print(result)

الآن لا يُطبَع شيء داخل الدالة وresult يساوي عشرة، أي شيئا تستطيع استعماله في الحساب التالي. والفرق العملي هو هذا: الدالة التي تطبع تبدو صحيحة حين تختبرها يدويا، وتنكسر في اللحظة التي تريد فيها استعمال نتيجتها. ولهذا أيضا يُكتشف هذا الخلل متأخرا عادة.

ونقطة أخرى تُقال أقل: return تنهي الدالة فورا. وأي سطر مكتوب بعدها داخل الدالة نفسها لا يُنفَّذ. وهذا ليس قيدا بل أداة: ففي المثال الأول من هذه الصفحة، تعني return "guest" أن السطر الأخير لا يُقيَّم أصلا. ويسمى هذا خروجا مبكرا وهو ينقذ الشفرة من تداخل الشروط.

إعادة بناء حقيقية: ثلاث تكرارات ودالة واحدة

افترض أنك كتبت هذه الأسطر الأربعة نفسها في ثلاثة مواضع من برنامج، ولا تختلف إلا بمتغير واحد:

name = user_a["name"].strip()
if name == "":
    name = "guest"
print(name)

name = user_b["name"].strip()
if name == "":
    name = "guest"
print(name)

الطريق الصحيح لاستخراج دالة ثلاث خطوات، والثانية هي التي تُتخطى عادة. أولا، جد التكرار. وثانيا، والأهم، جد ما الذي يختلف بين النسخ الثلاث؛ فذلك الشيء هو معاملك. وثالثا، اكتب دالة تأخذ ذلك الاختلاف مدخلا.

def display_name(user):
    name = user["name"].strip()
    if name == "":
        return "guest"
    return name

print(display_name(user_a))
print(display_name(user_b))

وما رُبح فعلا ليس بضعة أسطر موفَّرة. بل أن كلمة guest صارت مكتوبة في موضع واحد فقط. وغدا، حين تقرر كتابة شيء آخر مكانها، تغير سطرا واحدا وينتهي الأمر.

وماذا كان يحدث في النسخة السابقة؟ كنت تغير موضعين من الثلاثة ولا ترى الثالث. ولا يرفع البرنامج خطأ أيضا؛ بل تعرض صفحة واحدة من موقعك الكلمة القديمة شهورا ولا ينتبه أحد. ولهذا السبب يكون تكرار الشفرة خطرا، لا لأنه قبيح.

أربعة أسطر شفرة تُستدعى ١٨١ مرة

المثال أعلاه مصنوع. أما هذا فليس كذلك. فمكتبة الرسوم المعلوماتية في هذا الموقع نفسه فيها دالة عملها شيء واحد فقط: خذ مصفوفة رباعية اللغة، واستخرج نص لغة الصفحة، وإن غابت تلك اللغة فأعطِ الفارسية.

function rgb_dg_t( $value, string $lang ): string {
    if ( is_array( $value ) ) {
        return (string) ( $value[ $lang ] ?? $value['fa'] ?? '' );
    }
    return (string) $value;
}

يوم مراجعة هذا الدرس، كانت هذه الدالة مستدعاة ١٨١ مرة عبر ملفات مكتبة المخططات الأربعة. فكل عنوان وكل بطاقة وكل ملاحظة تحت كل شكل تراه في قسم التعلم يمر عبر هذه الأسطر الأربعة.

وانظر الآن إلى ?? 'fa' في وسط السطر الثالث. إنها قرار: إن لم تُكتب ترجمة بطاقة بعد، فاعرض النص الفارسي بدل شكل فارغ. وهذا القرار مكتوب في موضع واحد ويؤثر في ١٨١ نقطة. وإن غيرنا رأينا غدا وفضّلنا ألا نعرض شيئا بدل الفارسية، تغيرت كلمة واحدة.

والوجه الآخر للعملة نفسها، ويجب أن يُقال صراحة: خطأ واحد في هذه الأسطر الأربعة يُفسد أيضا ١٨١ موضعا دفعة واحدة. والدالة بهذه المركزية يجب أن تُقرأ بعناية أكبر من الشفرة التي تستدعيها، لهذا السبب بالذات. فالتركيز يمنحك المنفعة والمخاطرة معا، وهما من الطينة نفسها.

متى لا نكتب دالة؟ وأين كررنا الشفرة عن قصد

تسمع كثيرا قاعدة «لا تكرر نفسك»، وهي كأي قاعدة مطلقة تتوقف عن العمل عند حد ما. فالدالة التي تجبرك على الصعود إلى أعلى الملف والعودة كي تفهم أربعة أسطر تأخذ من وقتك أكثر مما توفر.

ثلاث علامات على أن الدالة لم تكن لازمة: أنها تُستدعى من موضع واحد وستبقى كذلك على الأرجح؛ وأن اسمها هو عمليا الشفرة التي بداخلها، كدالة اسمها add_one تضيف واحدا؛ وأن كتابتها تحتاج ستة معاملات. والأخيرة أهمها: فكثرة المعاملات تعني عادة أن الدالة تؤدي أكثر من عمل واحد. والاختبار البسيط أن تحاول قول ما تفعله في عبارة قصيرة؛ فإن اضطررت لقول «و»، فعندك دالتان.

وإليك الحالة المعاكسة من هذا الموقع. لدينا إضافتان منفصلتان وكلتاهما يجب أن تعرض السعر بالتومان مع فاصل الآلاف والأرقام الفارسية. والشفرة اللازمة لذلك متطابقة تقريبا فيهما، ومع ذلك فهما دالتان منفصلتان باسمين مختلفين، واحدة في إضافة الترتيب وأخرى في إضافة الاستضافة.

هذا التكرار ليس خطأ بل قرار. فكل إضافة يجب أن تعمل وحدها، حتى لو كانت الأخرى مطفأة. ولو استعملت إحداهما دالة الأخرى، لأدى تعطيل إضافة إلى كسر صفحات الإضافة الثانية. والثمن الذي ندفعه مقابل هذا الاستقلال حقيقي ولا نخفيه: أي تغيير في طريقة عرض السعر يجب أن يُجرى في موضعين، وعلينا أن نتذكر أنهما موضعان. ونقول هذا لتعرف أنه لا يوجد دائما طريق ثالث؛ فأحيانا عليك أن تختار بين كلفتين ثم تكتب ذلك الاختيار في مكان ما كي لا يظن من يأتي بعدك أنك نسيت.