Generalization and Specialization in CSharp

Introduction

في المقال ده، هنتكلم عن الـ Generalization والـ Specialization في C# بالأمثلة. يا ريت تقرا مقالنا اللي فات اللي اتكلمنا فيه عن علاقات الـ IS-A والـ HAS-A في C# بالأمثلة. ده موضوع شيق جدًا وهو المقارنة بين الـ generalization والـ specialization. الموضوع ده مرتبط بالـ inheritance. خلونا نفهم إيه المقصود بالـ Generalization والـ Specialization في C# بالأمثلة.

Specialization in C#

خلونا نقول إن عندنا class اسمه Rectangle. هل نقدر نعمل object من الـ Rectangle class؟ أيوه، نقدر نعمل objects من Rectangle ونستدعي الـ functions بتاعته.

دلوقتي، عندنا class اسمه Cuboid بيورث من Rectangle class.

بالنسبة للـ Cuboid class برضه نقدر نعمل objects ونستدعي الـ functions بتاعته وبتاعة Rectangle. الحاجتين دول، Rectangle و Cuboid، موجودين فعلًا في الحقيقة.

هل تقدر توريني Rectangle؟ أيوه، ممكن توريني أشكال مستطيلة أو ورقة مستطيلة. فالـ rectangles موجودة في الحقيقة. طب بالنسبة للـ Cuboid؟ أيوه، هو كمان موجود في الحقيقة. أي حاجة على شكل صندوق هي cuboid.

فالحاجتين دول موجودين في الحقيقة. طيب، لو سألت، مين فيهم اللي كان موجود الأول في مثالنا؟ الإجابة هتكون Rectangle. ومن Rectangle class، اشتقينا (derived) الـ Cuboid class.

فـ Rectangle class موجود أصلًا، ومن Rectangle class، عرفنا class جديد بخصائص إضافية، يعني بقى عندنا specialized class اللي هو Cuboid. ده هو الـ specialization في C#.

Example to Understand Specialization in C#

في المثال اللي تحت، الأول عملنا Rectangle class ومنه عملنا specialized class بخصائص إضافية اسمه Cuboid class. فـ Cuboid هو specialization class من Rectangle.

using System;
namespace IsAHasADemo
{
    public class Program
    {
        static void Main()
        {
            Cuboid cuboid = new Cuboid(3, 5, 7);
            Console.WriteLine($"Volume is : {cuboid.Volume()}");
            Console.WriteLine($"Area is : {cuboid.Area()}");
            Console.WriteLine($"Perimeter is : {cuboid.Perimeter()}");
            
            Console.ReadKey();
        }
    }
    class Rectangle
    {
        public int Length;
        public int Breadth;
        public int Area()
        {
            return Length * Breadth;
        }
        public int Perimeter()
        {
            return 2 * (Length + Breadth);
        }
    }
    class Cuboid : Rectangle
    {
        public int Height;
        public Cuboid(int l, int b, int h)
        {
            Length = l;
            Breadth = b;
            Height = h;
        }
        public int Volume()
        {
            return Length * Breadth * Height;
        }
    }
}

Output:

Volume is : 105
Area is : 15
Perimeter is : 16

Another Example to Understand specialization in C#

خلونا ناخد مثال تاني عن العربيات. عندنا class اسمه Innova، عربية Innova من شركة Toyota. وبعدين فيه class تاني اسمه Fortuner.

لو تعرف عن العربيتين دول، المفروض تعرف إن Toyota نزلت Innova الأول، وبعدين نزلت عربية جديدة اسمها Fortuner واللي هي تعتبر امتداد (extension) للـ Innova. كشخص عادي، لو شفت Fortuner كامتداد للـ Innova، هتلاقي إن ليها نفس سعة الكراسي بس بخصائص إضافية كتير مقارنة بالـ Innova. ده معناه إن عربية Fortuner هي امتداد لعربية Innova.

الـ Innova هي base class والـ Fortuner هي derived class. الـ Innova كانت موجودة أصلًا والـ Fortuner هي الشكل المتخصص (specialized form) من الـ Innova. ده هو الـ specialization. حاجة كانت موجودة أصلًا وبعدين اشتقينا منها حاجة تانية بإضافة خصائص جديدة.

Generalization in C#

خلونا نقول إن عندنا 3 classes هما Square, Rectangle, Circle. لكل التلاتة classes دول، بنعرّف class واحد هو Shape. والـ Square, Rectangle, Circle بيورثوا من Shape class.

graph TD
    Shape --> Square
    Shape --> Rectangle
    Shape --> Circle

طيب، بين الـ classes دي، مين فيهم اللي كان موجود الأول؟ إحنا عارفين إن كل الأشكال دي (square, rectangle, circle) موجودة فعلًا في الحقيقة. عشان كده بنسميهم أشكال (shapes).

هل تفتكر إن Shape (الشكل) موجود فعلًا في الحقيقة؟ لأ. هو مجرد مصطلح افتراضي (virtual term). لو طلبت منك توريني شوية أشكال، هترسم مستطيل، دايرة، مربع، معين، إلخ. لكن مش هتقدر توريني “شكل” بس. فـ Shape هو مصطلح عام (generic term) أو معمّم (generalized term) مش موجود في الحقيقة.

الـ child classes دي اللي هي موجودة أصلًا في الحقيقة، وعشان نجمعهم تحت مظلة واحدة، اديناهم كلمة Shape اللي هي مصطلح منطقي أو افتراضي، مش مصطلح حقيقي.

هل تقدر تحسب مساحة أو محيط مستطيل؟ أيوه. هل تقدر تحسب مساحة أو محيط مربع؟ أيوه. هل تقدر تحسب مساحة أو محيط دايرة؟ أيوه. هل كل شكل ليه مساحة ومحيط؟ أيوه.

دي خاصية مشتركة، عشان كده حطيناها في Shape. طيب، هل تقدر تحسب مساحة ومحيط الـ Shape؟ لأ، متقدرش. مفيش أبعاد للـ Shape. هو مصطلح معمّم. ده مثال على الـ Generalization في C#.

Another Example to understand Generalization

افترض إن عندك عربيات Innova, BMW, و Audi. تقدر تشغلهم، توقفهم، تسرّع، وتغير الغيارات في أي واحدة منهم. طيب، إيه دول كلهم؟ دول كلهم عربيات (cars).

الـ Innova, BMW, و Audi موجودين فيزيائيًا في الحقيقة. كلهم مش أكتر من عربيات.

فكلهم بيورثوا من Cars. إيه اللي تقدر تعمله في عربية؟ تقدر تسوق، تشغل، توقف، تغير غيارات، إلخ. كل الخصائص دي متاحة في العربيات دي. طيب، بالنسبة لكلمة Cars؟ هل هي موجودة فعلًا؟ لأ، ده مصطلح عام (general term). مجرد مصطلح عام وهو تعريف منطقي لمجموعة من الأشياء.

فإحنا ادينا superclass لمجموعة من الـ classes عشان نشير لحاجة معينة. ده زي إني لو بصيت على Innova أقدر أقول إنها عربية. فإحنا بنستخدم مصطلح Car لأي عربية بأربع عجلات. إحنا بنستخدم مصطلح الـ generalization ده عشان نشير ليهم.

Example to Understand Generalization in C#

using System;
namespace IsAHasADemo
{
    public class Program
    {
        static void Main()
        {
            Innova innova = new Innova();
            innova.Start();
            innova.Stop();
            
            BMW bmw = new BMW();
            bmw.Start();
            bmw.Stop();
            
            Console.ReadKey();
        }
    }
    // ICar is the generalization
    interface ICar
    {
        void Start();
        void Stop();
    }
    public class Innova : ICar
    {
        public void Start()
        {
            Console.WriteLine($"Innova Start");
        }
        public void Stop()
        {
            Console.WriteLine($"Innova Stop");
        }
    }
    public class BMW : ICar
    {
        public void Start()
        {
            Console.WriteLine($"BMW Start");
        }
        public void Stop()
        {
            Console.WriteLine($"BMW Stop");
        }
    }
}

Output:

Innova Start
Innova Stop
BMW Start
BMW Stop

Summary of Generalization and Specialization in C#

النقطة اللي لازم تفتكرها هي إن الـ generalization والـ specialization الاتنين بيتحققوا باستخدام الـ inheritance بس.

• في الـ specialization، الـ parent كان موجود والـ child اتعرف بعدين.
• في الـ generalization، الـ child class كان موجود وبعدين عرفنا الـ base class.

فالـ specialization هو نهج top-down (من فوق لتحت) والـ generalization هو نهج bottom-up (من تحت لفوق).

في الـ specialization، الـ base class عنده حاجة يديها للـ child class، بينما في الـ generalization، الـ base class معندوش حاجة يديها للـ child classes بتوعه. غرضه بس هو تجميعهم مع بعض عشان نقدر نديرهم بسهولة.

• الغرض من الـ generalization هو تحقيق الـ polymorphism.
• الغرض من الـ specialization هو مشاركة خصائصه مع الـ child classes بتوعه.

ففيه غرضين للـ inheritance: واحد هو مشاركة الخصائص مع الـ child classes، والتاني هو تحقيق الـ polymorphism.