خبير التصحيح

حتى الآن، لم يقل المنهج الكثير عن الأنواع، لكنها موجودة بوضوح في Julia:

julia> vals = (42, 4.3, π, "hello", 'Q')
(42, 4.3, π, "hello", 'Q')
julia> typeof(vals)
Tuple{Int64, Float64, Irrational{:π}, String, Char}

لم نحدّد الأنواع أبدًا، لكن Julia عيّنتها على أي حال.

1. تمتلك Julia types، وهي محورية في تصميمها.
2. يمكن لـ Julia عادةً أن "تخمّن" النوع، باستخدام Type Inference.

سيتفحّص مصرّف JIT الكود (كله)، ويرى كيف يُستخدم المتغير، ثم يستنتج نوعًا افتراضيًا مناسبًا يتوافق مع ذلك الاستخدام.

إسناد الأنواع

لا بأس من الاعتماد على استنتاج الأنواع لحل تمارين تعليمية بسيطة، لكنك في البرامج الأكبر ستحتاج على الأرجح إلى تحكم أكثر دقة.

في معظم المعالجات الحديثة، يكون العدد الصحيح افتراضيًا من النوع Int64. رأينا في مفهوم Numbers أنه يمكن تحويل قيمة إلى نوع معيّن غير افتراضي.

julia> x = Int16(42)
42
julia> typeof(x)
Int16

مع ذلك، لا يزال من الممكن إعادة إسناد المتغير x إلى نوع مختلف:

julia> x = "changed"
"changed"
julia> typeof(x)
String

هذا هو type instability، وهو:

• مريح جدًا في النصوص البرمجية الصغيرة.
• سيّئ للأداء والموثوقية في البرامج الأكبر.

بدلًا من ذلك، يمكننا تحديد نوع x باستخدام العامل :::

julia> y::Int16 = 42
42
julia> typeof(y)
Int16
julia> y = "changed"
ERROR: MethodError: Cannot `convert` an object of type String to an object of type Int16
The function `convert` exists, but no method is defined for this combination of argument types.

الآن y من النوع Int16، وسيبقى كذلك دائمًا. وبذلك يعرف المصرّف عدد البايتات التي يجب حجزها له، ويمكنه تحسين بقية الكود لتعتمد على نوع مستقر. وبهذا، يشبه المتغير إلى حد ما نظيره في لغة ذات أنواع ثابتة مثل C.

التسلسل الهرمي للأنواع

Int64، Int16، String، Char: من أين "تأتي" هذه الأنواع؟

في كثير من اللغات كائنية التوجه (OO)، يكون كل نوع صنفًا، وترتّب الأصنافُ الفرعية الأصنافَ في تسلسل هرمي، وتحدّد طرق الصنف السلوكيات.

و Java و Ruby مثالان واضحان على هذا النمط، بل حتى Python مشابهة من الداخل.

لا تمتلك Julia أصنافًا.

السبب الموثّق هو أن ميزات البرمجة كائنية التوجه تتعارض مع مصرّف JIT وتضر بأداء وقت التشغيل.

ومع ذلك، انظر إلى هذا الكود:

julia> y::Int16 = 42
42
julia> typeof(y)
Int16
julia> supertype(Int16)
Signed
julia> supertypes(Int16)
(Int16, Signed, Integer, Real, Number, Any)

ولنتوسّع في بعض التفاصيل:

• Int16 نوع، ويمكننا إنشاء متغيرات من هذا النوع.
• Int16 نوع فرعي من Signed، وتوضّح لنا الدالة supertype() ذلك.
• هناك تسلسل هرمي للأنواع، يصعد عبر Integer و Real و Number إلى Any في القمة، وستُدرج لنا subtypes() هذا الفرع من التسلسل الهرمي.

تنتهي كل الفروع عند Any، وهو فريد في كونه النوع الأعلى لنفسه.

julia> supertypes(String)
(String, AbstractString, Any)
julia> supertype(Any)
Any

إذن، لا تمتلك Julia تسلسلًا هرميًا من نوع class، لكن لديها بالفعل تسلسلًا هرميًا من نوع type.

في النهاية، سنحاول تفكيك كيفية عمل هذا، لكن هناك الكثير لاستكشافه أولًا.

اختبار الأنواع

يمكننا استخدام typeof() لاختبار التساوي بالطريقة المعتادة.

julia> typeof(11)
Int64
julia> typeof(11) == Int64
true
julia> typeof(11) == Number
false

يجب أن يكون تساوي الأنواع تامًا، لأن هذا الشكل من المقارنة لا يفهم التسلسل الهرمي للأنواع.

وبمرونة أكبر، ستخبرنا isa ما إذا كانت قيمة ما من النوع نفسه الذي يُقارَن به، أو من نوع فرعي منه. ويمكن استخدامها بصيغة الدالة أو بصيغة العامل البيني.

julia> 12 isa Int64
true
julia> 12 isa Number
true
julia> isa(12, Number)
true
julia> 12 isa String
false

لاحظ أن isa تتوقع value على اليسار، لا type.

محاولة مقارنة نوعين بهذه الطريقة ستعطي نتائج غير متوقعة. العامل الصحيح هو <:، الذي سنراه كثيرًا في المفاهيم المقبلة.

julia> Int64 isa Number  ## Don't do this!
false
julia> Int64 <: Number
true

الأنواع المجردة مقابل الأنواع الملموسة

رأينا أن التسلسل الهرمي للأنواع يشكّل بنية شجرية (بالمعنى الحاسوبي، مع الجذر في القمة).

كل عنصر في الشجرة هو node، ويمكن تقسيمها إلى فئات:

1. تسمى العُقد التي لها أنواع فرعية abstract.
2. تسمى العُقد الطرفية، التي ليس لها أنواع فرعية، concrete.

julia> subtypes(Integer)  # an abstract type
3-element Vector{Any}:
 Bool
 Signed
 Unsigned
julia> subtypes(Int64)  # a concrete type
Type[]

هذا تمييز مهم، لأن الأنواع الملموسة وحدها يمكن instantiated كمتغيرات.

julia> a::Int16 = 42
42
julia> typeof(a)
Int16
julia> b::Integer = 42
42
julia> typeof(b)
Int64

لاحظ أن محاولة استخدام نوع مجرد لا تعطي رسالة خطأ (في هذه الحالة)، لكن المصرّف ينشئ نوعًا ملموسًا مناسبًا: Int64 بدل Integer.