البرمجة الانعكاسية

في علوم الكمبيوتر ، البرمجة التأملية أو التأمل هي قدرة العملية على فحص وتأمل وتعديل بنيتها وسلوكها. ^[1]

كانت أجهزة الكمبيوتر الأولى مبرمجة بلغات التجميع الأصلية الخاصة بها ، والتي كانت عاكسة بطبيعتها، حيث يمكن برمجة هذه البنيات الأصلية من خلال تعريف التعليمات كبيانات واستخدام كود قابل للتعديل ذاتيًا . ومع انتقال الجزء الأكبر من البرمجة إلى لغات تجميعية عالية المستوى مثل Algol و Cobol و Fortran و Pascal و C ، اختفت هذه القدرة العاكسة إلى حد كبير حتى ظهرت لغات برمجة جديدة مع انعكاس مدمج في أنظمة الكتابة الخاصة بها. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

قدمت أطروحة الدكتوراه التي قدمها برايان كانتويل سميث عام 1982 مفهوم الانعكاس الحسابي في لغات البرمجة الإجرائية ومفهوم المترجم الدائري كمكون من مكونات 3-Lisp. ^{[2] [3]}

يساعد الانعكاس المبرمجين على إنشاء مكتبات برمجية عامة لعرض البيانات، ومعالجة تنسيقات مختلفة من البيانات، وإجراء تسلسل وإلغاء تسلسل البيانات من أجل الاتصال، أو تجميع وفصل البيانات للحاويات أو دفعات الاتصال.

يتطلب الاستخدام الفعال للتأمل دائمًا تقريبًا خطة: إطار تصميم، أو وصف ترميز، أو مكتبة كائنات، أو خريطة لقاعدة بيانات، أو علاقات الكيان.

يجعل الانعكاس اللغة أكثر ملاءمة للكود الموجه للشبكات. على سبيل المثال، يساعد لغات مثل Java على العمل بشكل جيد في الشبكات من خلال تمكين المكتبات للتسلسل والتجميع وتنسيقات البيانات المتنوعة. اللغات التي لا تحتوي على انعكاس مثل C مطلوبة لاستخدام المترجمين المساعدين لمهام مثل تدوين بناء الجملة المجردة لإنتاج كود للتسلسل والتجميع.

يمكن استخدام الانعكاس لمراقبة وتعديل تنفيذ البرنامج في وقت التشغيل . يمكن لمكون البرنامج الموجه نحو الانعكاس مراقبة تنفيذ مجموعة من التعليمات البرمجية ويمكنه تعديل نفسه وفقًا للهدف المطلوب من هذه المجموعة. يتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق تعيين تعليمات برمجية ديناميكيًا في وقت التشغيل.

في لغات البرمجة الموجهة للكائنات مثل Java ، يسمح الانعكاس بفحص الفئات والواجهات والحقول والطرق في وقت التشغيل دون معرفة أسماء الواجهات والحقول والطرق في وقت التجميع . كما يسمح بإنشاء كائنات جديدة واستدعاء الطرق.

غالبًا ما يتم استخدام الانعكاس كجزء من اختبار البرمجيات ، مثل إنشاء/إنشاء مثيلات وقت التشغيل للأشياء الوهمية .

ويعتبر التأمل أيضًا استراتيجية أساسية للبرمجة الفوقية .

في بعض لغات البرمجة الموجهة للكائنات مثل C# و Java ، يمكن استخدام الانعكاس لتجاوز قواعد إمكانية وصول الأعضاء . بالنسبة لخصائص C#، يمكن تحقيق ذلك من خلال الكتابة مباشرة على الحقل الداعم (غير المرئي عادةً) لخاصية غير عامة. من الممكن أيضًا العثور على طرق غير عامة للفئات والأنواع واستدعائها يدويًا. يعمل هذا مع الملفات الداخلية للمشروع وكذلك المكتبات الخارجية مثل تجميعات .NET وأرشيفات Java.

لا يذكر هذا القسم أي مصادر . يرجى المساعدة في تحسين هذا القسم عن طريق إضافة الاستشهادات إلى مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها . ( يناير 2008 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

توفر اللغة التي تدعم الانعكاس عددًا من الميزات المتاحة في وقت التشغيل والتي قد يكون من الصعب تحقيقها في لغة ذات مستوى أدنى. بعض هذه الميزات هي القدرة على:

• اكتشاف وتعديل إنشاءات التعليمات البرمجية المصدرية (مثل كتل التعليمات البرمجية، والفئات ، والطرق، والبروتوكولات، وما إلى ذلك) ككائنات من الدرجة الأولى في وقت التشغيل .
• تحويل سلسلة تطابق الاسم الرمزي لفئة أو وظيفة إلى مرجع أو استدعاء لتلك الفئة أو الوظيفة.
• قم بتقييم السلسلة كما لو كانت عبارة عن كود مصدر في وقت التشغيل.
• إنشاء مفسّر جديد للرمز الثانوي للغة لإعطاء معنى أو غرض جديد لبناء البرمجة.

يمكن تنفيذ هذه الميزات بطرق مختلفة. في MOO ، يشكل الانعكاس جزءًا طبيعيًا من لغة البرمجة اليومية. عندما يتم استدعاء الأفعال (الطرق)، يتم ملء متغيرات مختلفة مثل verb (اسم الفعل الذي يتم استدعاؤه) و this (الكائن الذي يتم استدعاء الفعل عليه) لإعطاء سياق الاستدعاء. تتم إدارة الأمان عادةً عن طريق الوصول إلى مكدس المتصل برمجيًا: نظرًا لأن callers () عبارة عن قائمة بالطرق التي تم بها استدعاء الفعل الحالي في النهاية، فإن إجراء اختبارات على callers () [0] (الأمر الذي استدعاه المستخدم الأصلي) يسمح للفعل بحماية نفسه من الاستخدام غير المصرح به.

تعتمد اللغات المترجمة على نظام وقت التشغيل الخاص بها لتوفير معلومات حول الكود المصدر. على سبيل المثال، يسجل ملف Objective-C القابل للتنفيذ المترجم أسماء جميع الطرق في كتلة من الملف القابل للتنفيذ، مما يوفر جدولاً لمطابقة هذه الطرق مع الطرق الأساسية (أو محددات هذه الطرق) المترجمة في البرنامج. في لغة مترجمة تدعم إنشاء الوظائف وقت التشغيل، مثل Common Lisp ، يجب أن تتضمن بيئة وقت التشغيل مُجمِّعًا أو مُفسِّرًا.

يمكن تنفيذ الانعكاس للغات التي لا تحتوي على انعكاس مدمج باستخدام نظام تحويل البرنامج لتحديد تغييرات الكود المصدر التلقائية.

قد يسمح الانعكاس للمستخدم بإنشاء مسارات تدفق تحكم غير متوقعة عبر تطبيق، مما قد يؤدي إلى تجاوز تدابير الأمان. وقد يستغل المهاجمون ذلك. ^{[4] سمحت} الثغرات التاريخية في Java الناجمة عن الانعكاس غير الآمن للكود المسترد من أجهزة بعيدة غير موثوقة بالخروج من آلية أمان Java sandbox . خلصت دراسة واسعة النطاق لـ 120 ثغرة أمنية في Java في عام 2013 إلى أن الانعكاس غير الآمن هو الثغرة الأمنية الأكثر شيوعًا في Java، على الرغم من أنها ليست الأكثر استغلالًا. ^[5]

تنشئ مقتطفات التعليمات البرمجية التالية مثيلًا foo للفئة وتستدعي طريقتها . لكل لغة برمجة ، يتم عرض تسلسلات الاستدعاء القائمة على الوضع الطبيعي والانعكاس. Foo PrintHello

فيما يلي مثال في Common Lisp باستخدام نظام كائنات Common Lisp :

( defclass foo () ()) ( defmethod print-hello (( f foo )) ( format T "Hello from ~S~%" f ))   
       

;; عادي، بدون انعكاس 
( let (( foo ( make-instance 'foo ))) ( print-hello foo ))   
   

;; مع الانعكاس للبحث عن الفصل المسمى "foo" والطريقة 
المسمى "print-hello" المتخصصة في "foo". 
( let* (( foo-class ( find-class ( read-from-string "foo" ))) ( print-hello-method ( find-method ( symbol-function ( read-from-string "print-hello" )) nil ( list foo-class )))) ( funcall ( sb-mop:method-generic-function print-hello-method ) ( make-instance foo-class )))    
           
                                          
    
            

فيما يلي مثال في C# :

// بدون انعكاس 
var foo = new Foo (); foo . PrintHello ();    


// مع الانعكاس 
Object foo = Activator . CreateInstance ( "complete.classpath.and.Foo" ); MethodInfo method = foo . GetType (). GetMethod ( "PrintHello" ); method . Invoke ( foo , null );   
   
 

يفترض مثال Delphi و Object Pascal هذا أنه تم إعلان فئة TFoo في وحدة تسمى Unit1 :

يستخدم RTTI ، Unit1 ؛  

إجراء WithoutReflection ؛ var Foo : TFoo ؛ begin Foo := TFoo . إنشاء ؛ جرب Foo . مرحبًا ؛ أخيرًا Foo . مجاني ؛ نهاية ؛ نهاية ؛ 

   

    
  
    
  
    
  


الإجراء WithReflection ؛ var RttiContext : TRttiContext ؛ RttiType : TRttiInstanceType ؛ Foo : TObject ؛ begin RttiType := RttiContext . FindType ( 'Unit1.TFoo' ) as TRttiInstanceType ؛ Foo := RttiType . GetMethod ( 'Create' ) . Invoke ( RttiType . MetaclassType , []) . AsObject ؛ try RttiType . GetMethod ( 'Hello' ) . Invoke ( Foo , []) ؛ finally Foo . Free ؛ end ؛ end ؛ 

   
   
   

      
     
  
     
  
    
  

وفيما يلي مثال في eC:

// بدون انعكاس 
Foo foo { }; foo . hello ();   


// مع الانعكاس 
Class fooClass = eSystem_FindClass ( __thisModule ، "Foo" ); Instance foo = eInstance_New ( fooClass ); Method m = eClass_FindMethod ( fooClass ، "hello" ، fooClass . module ); (( void ( * )())( void * ) m . function )( foo );    
   
     
  

فيما يلي مثال في Go :

استيراد "انعكاس" 

// بدون انعكاس 
f := Foo {} f . Hello ()  


// مع الانعكاس 
fT := reflect . TypeOf ( Foo {}) fV := reflect . New ( fT )  
  

m := fV . MethodByName ( "Hello" ) if m . IsValid () { m . Call ( nil ) }  
  
    

وفيما يلي مثال في Java :

استيراد java.lang.reflect.Method ؛ 

// بدون انعكاس 
Foo foo = new Foo (); foo . hello ();    


// مع الانعكاس 
حاول { Object foo = Foo . class . getDeclaredConstructor (). newInstance (); 
       

    الطريقة m = foo.getClass ( ) . getDeclaredMethod ( "hello" ، فئة جديدة < ?>[ 0 ] ); m.invoke ( foo ); } catch ( تجاهل استثناء ReflectiveOperationException ) { }     
    
    

وفيما يلي مثال في JavaScript :

// بدون انعكاس 
const foo = new Foo () foo . hello ()    



// مع الانعكاس const foo = Reflect.struct ( Foo ) const hello = Reflect.get ( foo , ' hello ' ) Reflect.apply ( hello , foo , [ ] )   
    
  

// مع eval eval 
( ' new Foo().hello()' )

وفيما يلي مثال في جوليا :

جوليا> نقطة البنية x :: Int y النهاية  
           
           
       

# التفتيش مع الانعكاس 
julia> fieldnames ( Point ) (:x, :y) 


julia> أنواع الحقول ( نقطة ) (Int64، أي) 


جوليا> ص = النقطة ( 3 ، 4 )   

# الوصول باستخدام الانعكاس 
julia> getfield ( p , :x ) 3  

فيما يلي مثال في Objective-C ، مما يعني استخدام إطار عمل OpenStep أو Foundation Kit :

// فئة Foo. 
@interface  Foo  : NSObject 
-  ( void ) hello ؛ 
@end

// إرسال "hello" إلى مثيل Foo بدون انعكاس. 
Foo * obj = [[ Foo alloc ] init ]; [ obj hello ];     
 

// إرسال "hello" إلى مثيل Foo باستخدام الانعكاس. 
id obj = [[ NSClassFromString ( @"Foo" ) alloc ] init ]; [ obj performSelector : @selector ( hello )];     
  

وفيما يلي مثال في Perl :

# بدون انعكاس 
$ foo = Foo -> جديد ؛ $foo -> مرحبًا ؛   


# أو 
Foo -> جديد -> مرحبًا ؛

# مع الانعكاس 
my $class = "Foo" my $constructor = "new" ; my $method = "hello" ;   
   
   

$f الخاص بي = $class -> $constructor ؛ $f -> $method ؛   


# أو 
$class -> $constructor -> $method ؛

# مع تقييم 
" جديد Foo->hello؛" ; 

فيما يلي مثال في PHP : ^[6]

// بدون انعكاس 
$foo  =  new  Foo (); 
$foo -> hello ();

// مع الانعكاس، باستخدام واجهة برمجة التطبيقات Reflections 
$reflector  =  new  ReflectionClass ( "Foo" ); 
$foo  =  $reflector -> newInstance (); 
$hello  =  $reflector -> getMethod ( "hello" ); 
$hello -> invoke ( $foo );

وفيما يلي مثال في بايثون :

# بدون انعكاس 
obj  =  Foo () 
obj . hello ()

# مع الانعكاس 
obj  =  globals ()[ "Foo" ]() 
getattr ( obj ,  "hello" )()

# مع eval eval 
( " Foo().hello()" )

وفيما يلي مثال في R :

# بدون انعكاس، بافتراض أن foo() ترجع كائنًا من نوع S3 يحتوي على طريقة "hello" 
obj <- foo () hello ( obj )  


# مع انعكاس 
class_name <- "foo" generic_having_foo_method <- "hello" obj <- do.call ( class_name , list ()) do.call ( generic_having_foo_method , alist ( obj ))  
  
   
 

وفيما يلي مثال في Ruby :

# بدون انعكاس 
obj = Foo . new obj . hello  


# مع الانعكاس 
obj = Object . const_get ( "Foo" ) . new obj . send :hello  
 

# مع التقييم 
" Foo.new.hello" 

فيما يلي مثال لاستخدام Xojo :

'بدون انعكاس 
Dim fooInstance As New Foo fooInstance . PrintHello    


'مع الانعكاس 
Dim classInfo As Introspection . Typeinfo = GetTypeInfo ( Foo ) Dim buildors () As Introspection . ConstructorInfo = classInfo . GetConstructors Dim fooInstance As Foo = buildors ( 0 ). Invoke Dim methods () As Introspection . MethodInfo = classInfo . GetMethods For Each m As Introspection . MethodInfo In methods If m . Name = "PrintHello" Then m . Invoke ( fooInstance ) End If Next     
     
     
     
      
      
    
   

• قائمة لغات البرمجة والمنصات العاكسة
• المرآة (البرمجة)
• أنماط البرمجة
• الاستضافة الذاتية (المُجمِّعون)
• كود تعديل ذاتي
• نوع التأمل
• نوع من

• إيرا ر. فورمان ونيت فورمان، انعكاس جافا في العمل (2005)، ISBN 1-932394-18-4 
• إيرا ر. فورمان وسكوت دانفورث، وضع الفئات الفوقية في العمل (1999)، ISBN 0-201-43305-2 

• التأمل في البرمجة المنطقية والوظيفية والبرمجة الموجهة للكائنات: دراسة مقارنة قصيرة
• مقدمة إلى البرمجة الموجهة نحو التأمل
• صفحات بريان فوت عن التأمل في Smalltalk
• برنامج تعليمي حول Java Reflection API من Oracle

• {{ لغة الحاسوب }}
• {{ لغات البرمجة }}
• {{ مربع التنقل الخاص بأنماط البرمجة }}

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate