در دنیای برنامه نویسی، درک مفهوم نمونه یا instance برای توسعه برنامه‌های کاربردی کارآمد و مقیاس‌پذیر بسیار مهم است. Instance- ها نقشی اساسی در برنامه نویسی شی‌ءگرا دارند و توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند تا اشیا را ایجاد و دست‌کاری کنند. در این مطلب از مجله مکتوب، مفهوم instance در برنامه نویسی و کاربردهای آن را بررسی می‌کنیم و اهمیت آن را در زبان‌های مختلف برنامه نویسی، از جمله PHP، Python، Java و JavaScript برجسته خواهیم کرد.
Instance در برنامه نویسی چیست؟
instance در برنامه نویسی، به اتفاقی خاص از شی‌ء یا Object در برنامه نویسی اشاره دارد. این مفهوم بر اساس طرحی به نام کلاس ایجاد می‌شود که ساختار و رفتار شی‌ء را تعریف می‌کند. هنگامی که instance ایجاد می‌شود، ویژگی‌ها و متدهای تعریف شده توسط کلاس خود را به ارث میبرد و آن را منحصربه‌فرد و متمایز از نمونه‌های دیگر می‌کند. instance- ها به‌عنوان محفظه‌هایی برای داده‌ها عمل می‌کنند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا به صورت پویا با اشیا کار کنند.
برنامه نویسی شی‌ءگرا و instance – ها
Instance -ها بخش اساسی برنامه نویسی شی‌ءگرا (Object Oriented) هستند. شی‌ءگرایی نوعی الگوی برنامه نویسی است که به طور گسترده در توسعه نرم‌افزار مدرن استفاده می‌شود. OOP بر مفهوم اشیا که نمونه‌هایی از کلاس‌ها هستند و برهمکنش‌های آن‌ها تأکید می‌کند. با استفاده از instance در برنامه نویسی، قابلیت نوشتن کدهای ماژولار و قابل‌استفاده مجدد با رویکرد OOP فراهم است و این شرایط سازمان‌دهی کد و قابلیت نگهداری را ارتقا می‌دهد.
کاربردهای instance در برنامه نویسی
در این بخش مهمترین کاربردهای Instance در برنامه نویسی را مورد بحث قرار می‌دهیم. برای این هدف در هر زبان برنامه نویسی کاربردهای Instance در زیر بررسی شده‌اند.
پیشنهاد مطالعه: آشنایی با مفهوم int در برنامه نویسی
Instance در زبان PHP
در PHP، Instance- ها با استفاده از کلمه کلیدی New و به دنبال آن نام کلاس ایجاد می‌شوند. آن‌ها به طور گسترده در توسعه وب برای نشان دادن نهادهایی مانند کاربران، محصولات یا سفارشات استفاده خواهند شد. Instance- ها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا داده‌های خاص هر موجودیت را دست‌کاری کرده و متدهای خاص شی‌ء را به طور مؤثر اجرا کنند.
Instance در برنامه نویسی پایتون
پایتون، نوعی زبان برنامه نویسی همه‌کاره، از Instance- هایی برای پیاده‌سازی یکپارچه مفاهیم OOP استفاده می‌کند. با تعریف کلاس‌ها و ایجاد Instance- ها، توسعه‌دهندگان می‌توانند موجودیت‌های دنیای واقعی را مدل‌سازی کرده و ویژگی‌ها و رفتارهای آن‌ها را تعریف کنند. سادگی و انعطاف‌پذیری پایتون آن را به انتخابی عالی برای مبتدیان تبدیل می‌کند تا مفهوم نمونه‌ها و OOP را درک کنند.
پیشنهاد مطالعه: آشنایی با مفهوم TDD در برنامه نویسی
Instance در جاوا
جاوا، یکی دیگر از زبان‌هایی که به طور گسترده برای برنامه‌های کاربردی در سطح سازمانی پذیرفته شده و به شدت به Instance- هایی برای ساخت سیستم‌های قوی متکی است. در جاوا، Instance- ها با استفاده از سازنده‌ها ایجاد می‌شوند و به عنوان بلوک‌های سازنده برای ایجاد اشیاء عمل می‌کنند. Instance- داده‌ها را محصور کرده و سطحی از انتزاع را فراهم می‌کنند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند بر روی عملکردهای شی‌ء خاص تمرکز کنند.
پیشنهاد مطالعه: Float در برنامه نویسی چیست و چه کاربردهایی دارد؟
Instance در جاوا اسکریپت
جاوا اسکریپت، نوعی زبان برنامه نویسی است که عمدتاً برای توسعه وب استفاده می‌شود. جاوا اسکریپت از مفهوم Instance در برنامه نویسی پشتیبانی می‌کند. از طریق کلمه کلیدی “New”، توسعه‌دهندگان جاوا اسکریپت می‌توانند Instance- هایی از کلاس در جاوا اسکریپت ایجاد کرده و از آن‌ها برای دست‌کاری داده‌ها به صورت پویا استفاده کنند. Instance- ها در جاوا اسکریپت در پیاده‌سازی برنامه‌های کاربردی وب تعاملی و برنامه نویسی رویداد محور بسیار مفید هستند.
رابطه بین Class و Instance در برنامه نویسی
Instance- ها ارتباط نزدیکی با کلاس‌ها دارند، زیرا بر اساس تعاریف کلاس ایجاد می‌شوند. یک کلاس را می‌توان به عنوان یک طرح اولیه در نظر گرفت، در حالی که Instance- ها اشیاء واقعی ایجاد شده از آن طرح هستند. هر Instance دارای مجموعه‌ای از ویژگی‌ها و رفتارهای خاص خود است، حتی اگر ساختار مشابه تعریف شده توسط کلاس را به اشتراک بگذارد.
مثالی از Instance در برنامه نویسی پایتون
در این بخش مثالی از Instance در برنامه نویسی پایتون برای درک بهتر این مفهوم ارائه خواهد شد. در قطعه کد زیر هدف ایجاد یک کلاس دانشجویی است:
در این مثال، ما یک کلاس پایتون به نام Student ایجاد خواهیم کرد تا دانش‌آموزان یک مدرسه را نشان دهد. هر دانش‌آموز دارای ویژگی‌هایی مانند نام، سن و سطح نمره خواهد بود. ما از Instance- هایی از کلاس Student برای نمایش تک تک دانش‌آموزان با ویژگی‌های منحصربه‌فردشان استفاده خواهیم کرد.
class Student:
def __init__(self, name, age, grade_level):
self.name = name
self.age = age
self.grade_level = grade_level
def get_info(self):
return f"Name: {self.name}, Age: {self.age}, Grade Level: {self.grade_level}"
# Creating instances of the Student class
student1 = Student("John", 15, 10)
student2 = Student("Emily", 16, 11)
# Accessing instance attributes
print(student1.name)
print(student2.age)
# Invoking instance methods
print(student1.get_info())
print(student2.get_info()) خروجی کد بالا به صورت زیر است:
در مثال بالا با استفاده از کلمه کلیدی class کلاسی به نام Student تعریف می‌کنیم. این کلاس دارای یک متد __init__ بوده که یک متد خاص در کلاس‌های پایتون است. این متد به عنوان سازنده عمل می‌کند و هنگام ایجاد نمونه‌های جدید کلاس فراخوانی می‌شود.
در متد __init__، سه متغیر Instance تعریف می‌کنیم: name، age و grade_level. این متغیرها دارای پیشوند پارامتر self هستند که به Instance در حال ایجاد اشاره دارد. پارامتر self در متدهای Instance برای دسترسی به متغیرهای نمونه و سایر متدهای درون کلاس مورد نیاز است.
برای ایجاد Instance- هایی از کلاس “Student”، آن‌ها را به متغیرهای student1 و student2 اختصاص می‌دهیم. هر Instance با فراخوانی کلاس به عنوان یک تابع و ارسال آرگومان‌های لازم به متد __init__ ایجاد می‌شود. به عنوان مثال، student1 = Student(“John”, 15, 10) نمونه‌ای از کلاس را با نام John با سن 15 و نمره 10 ایجاد می‌کند.
ما می‌توانیم با استفاده از علامت نقطه به ویژگی‌های هر Instance دسترسی داشته باشیم. به عنوان مثال student1.name ویژگی نام student1 را بازیابی می‌کند که John است. به همین ترتیب student2.age ویژگی سنی student2 را که 16 است بازیابی می‌کند.
متد get_info در کلاس تعریف شده است تا یک رشته فرمت شده حاوی اطلاعات دانش‌آموز را برگرداند. این متد پارامتر self را می‌گیرد که هنگام فراخوانی متد در یک Instance به طور خودکار ارسال می‌شود. با فراخوانی () student1.get_info می‌توانیم رشته‌ای به دست آوریم که اطلاعات student1 را ارائه می‌کند.
مفهوم Instance در برنامه نویسی زمانی مطرح می‌شود که دانش‌آموزان فردی را با نمونه‌سازی کلاس Student ایجاد کنیم. هر Instance نشان دهنده یک دانش‌آموز منحصربه‌فرد با ویژگی‌های خاص خود (نام، سن، نمره) است. با استفاده از Instance- ها، می‌توانیم چندین شی‌ء دانش‌آموز ایجاد کنیم که هر کدام داده‌های خود را حفظ می‌کنند. Instance- ها به ما این امکان را می‌دهند که با داده‌ها به صورت پویا کار کنیم و عملیات را روی اشیاء جداگانه به راحتی انجام دهیم.
به طور خلاصه، مفهوم Instance در برنامه نویسی پایتون شامل ایجاد اشیا از یک کلاس بوده که در آن هر نمونه دارای مجموعه‌ای از ویژگی‌ها و رفتارهای خاص خود است. Instance- ها راهی برای نمایش و دست‌کاری اشیاء منفرد ارائه می‌دهند و به ما امکان مدل‌سازی موجودیت‌های دنیای واقعی و ساخت کدهای انعطاف‌پذیرتر و مدولار را خواهند داد.
پیشنهاد مطالعه: API در برنامه نویسی چیست و چه کاربردی دارد؟
سخن پایانی
Instance در برنامه نویسی، به ویژه در حوزه برنامه نویسی شی‌ءگرا، مفهومی اساسی است. آن‌ها توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازند تا اشیا را به صورت پویا ایجاد و دست‌کاری کنند و کد را ماژولارتر، قابل‌استفاده مجدد و قابل نگهداری تر می‌کنند. درک Instance- ها و کاربردهای آن‌ها در زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف، مانند پی‌اچ‌پی، پایتون، جاوا و جاوا اسکریپت، توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا کدهای کارآمد و مقیاس‌پذیر بنویسند و در عین حال اصول طراحی شی‌ءگرا را رعایت کنند.
برای یادگیری مفهوم Instance و سایر مفاهیم مرتبط با برنامه نویسی می‌توانید از دوره های آموزش برنامه نویسی مکتب خونه استفاده کنید. در مکتب خونه انواع دوره آموزش برنامه نویسی برای زبان‌های مختلف از صفر تا صد به صورت رایگان و پولی موجود است که از مهمترین آن‌ها می‌توان دوره‌های زیر را نام برد:
