برنامه نویسی ماژولار چیست؟

مفهوم برنامه نویسی ماژولار modular (مدولار) در دهه 1960 برای کمک به کاربران ایجاد شد. برنامه نویسان شروع به تقسیم برنامه‌های گسترده‌تر به بخش‌های کوچک‌تر کردند. اگرچه مفهوم برنامه نویسی ماژولار شش دهه قدمت دارد، اما راحت‌ترین روش برنامه نویسی است.

تعریف برنامه‌نویسی ماژولار

برنامه‌نویسی ماژولار به عنوان یک تکنیک طراحی نرم افزاری تعریف می‌شود که بر تفکیک عملکرد برنامه به روش‌ها (ماژول‌های) مستقل و قابل تعویض تمرکز دارد. هر یک از آن‌ها شامل همه چیزهای مورد نیاز برای اجرای تنها یک جنبه از عملکرد است. این شامل جداسازی توابع یک برنامه به قطعات مستقل یا بلوک‌های ساختمانی است که هر کدام شامل تمام بخش‌های مورد نیاز برای اجرای یک جنبه از عملکرد است. ماژول ها با هم برنامه کاربردی اجرایی را تشکیل می‌دهند.

ماژولار بودن نوعی ساخت بلوک است (مانند لِگو یا جورچین اسباب بازی کودکان) و هر بلوک با کمک بلوک‌های دیگر ساخته می‌شود. هر بلوک به خودی خود جامد و قابل آزمایش است و می‌تواند برای ایجاد یک برنامه کامل در کنار هم قرار گیرد. بنابراین، فکر کردن به مفهوم مدولار بودن نیز مانند ساخت کل معماری برنامه است.

نمونه‌های زبان‌های برنامه نویسی مدولار که همگی زبان‌های برنامه نویسی شی گرا مانند C++، جاوا و غیره، زبان های برنامه نویسی مدولار هستند.

چرا برنامه نویسی ماژولار؟

هدف از برنامه نویسی ماژولار این است که توسعه و نگهداری برنامه‌های نرم افزاری بزرگ را با تقسیم کردن به قطعات کوچک‌تر آسان‌تر کند. با مزیت‌هایی همراه است:

خواندن کد آسان‌تر است

برنامه‌نویسی ماژولار معمولاً خواندن کد شما را آسان‌تر می‌کند، زیرا به معنای تفکیک آن به توابعی است که هر کدام فقط با یک جنبه از عملکرد کلی سروکار دارند. این موضوع می‌تواند فایل‌های شما را در مقایسه با کدهای یکپارچه بسیار کوچک‌تر و قابل درک‌تر کند. به عنوان مثال، بیشتر فایل‌های ما بیش از چند صد خط کد دریافت نمی‌کنند، در حالی که برنامه‌های دیگری را دیده‌ایم که هزاران خط کد در هر فایل دارند، که می‌تواند دنبال کردن و پیدا کردن آن را برای پیدا کردن قطعات خاص نسبتاً سخت کند.

اگر واحد ها را به تعداد زیادی توابع کوچک تقسیم کنید، یا اگر داده‌ها یا توابع را بین فایل‌های زیاد منتقل کنید، برنامه نویسی ماژولار می‌تواند کمی آشفته شود. اما اگر ماژول های خود را به طور معقولی تقسیم کرده باشید، واقعاً خوب کار می‌کند. بسیار بهتر از عملکردی که صدها خط طولانی دارد!

در واقع یک تابع کوچک با یک نام خوب و توصیفی، می‌تواند به شما کمک کند تا یک بلوک کد را بدون نیاز به تفسیر کردن، آن بشناسید کنید.

تست کد آسان‌تر است

نرم افزاری که به ماژول‌های مجزا تقسیم شده است نیز برای آزمایش ایده آل است. این به این دلیل است که وقتی توابع کوچکی را آزمایش می‌کنید، در مقایسه با توابع بزرگی که تعداد زیادی کار را انجام می‌دهند، تست‌ها می‌توانند بسیار سخت‌تر و دقیق‌تر باشند. این امر مخصوصاً زمانی صادق است که شما فقط بتوانید خروجی‌های یک تابع را آزمایش کنید، نه مراحلی که توابع آن‌ها را دنبال می‌کنند.

به‌علاوه، آزمایش آسان‌تر ممکن است به معنای نیاز به تعبیرات بزرگ و عمیق کمتری باشد، زیرا آزمایش‌ها می‌توانند به عنوان نمونه‌هایی از نحوه عملکرد کد عمل کنند. اگر بلوک کد را متوجه نمی‌شوید، بررسی تست‌ها می‌تواند راهی آسان برای دریافت ایده خوبی از آن باشد.

پیدا کردن کارها در آینده راحت تر خواهد بود

ماژولاریت شامل گروه‌بندی انواع مشابه توابع در فایل‌ها و کتابخانه‌های خود و تقسیم توابع کمکی مرتبط به فایل‌های خود (به‌جای مخلوط کردن آن‌ها با کد لاجیکال اصلی) است. با برنامه نویسی ماژولار، می‌توانید با ایجاد قراردادهایی برای نام فایل ها و مکان، یافتن کد خاص را آسان‌تر کنید. به عنوان مثال، کد هر افزونه از ساختار پوشه خاصی پیروی می‌کند که فایل های مربوط به API، UI و عملکرد اصلی را گروه‌بندی می‌کند. اگر بتوانید حدس بزنید که یک فایل ممکن است کجا باشد و فایل یا تابع چه نامی دارد، جستجو و یافتن کد بسیار آسان‌تر است.

قابلیت استفاده مجدد بدون اضافه‌کاری

در بسیاری از مواقع، باید از کد یا تابع یکسان در چندین مکان استفاده کنید. به جای کپی و چسباندن کد، ماژولار بودن به شما این امکان را می‌دهد که آن را از یک منبع واحد با فراخوانی آن از هر ماژول یا کتابخانه‌ای که در آن است بیرون بکشید. برای مثال، کتابخانه‌های Katamari و Sugar در بسیاری از پروژه‌های دیگری نیز استفاده می‌شوند، بنابراین این کار مفید است. بتوانیم آن‌ها را اضافه کنیم و بتوانیم ساختارهای داده و دستکاری DOM را در تمام پروژه های‌مان به یک شکل مدیریت کنیم.

این باعث کاهش حجم و اندازه می‌شود زیرا ما چندین نسخه از هر بیت کد که عملکرد خاصی را انجام می‌دهد نداریم.

منبع واحد برای رفع سریعتر مشکل

با ارائه هر ماژول، تنها منبع واقعی برای عملکردهای خاص شما ایجاد می‌شود. تعداد مکان‌هایی که ممکن است باگ‌ها رخ دهد را به حداقل می‌رساند و باعث می‌شود در صورت بروز باگ، سریع‌تر رفع شود. این امر خطر مشکلات ناشی از دو قطعه شدن کد را کاهش می‌دهد که به پیاده‌سازی‌های کمی متفاوت از یک عملکرد متکی هستند. و اگر اشکالی در کد وجود دارد یا باید عملکرد خاصی را به‌روزرسانی کنید. فقط باید آن را در یک ماژول برطرف کنید و هر چیزی که از آن استفاده می‌کند بلافاصله به‌روزرسانی می‌شود. در حالی‌که، اگر کد را در مکان‌های مختلف کپی و جایگذاری کنید، به راحتی می‌توانید یک یا دو نمونه را به روز نکنید.

توجه: گاهی اوقات به دلیل خاصی نیاز به کپی کردن کد خواهید داشت. وقتی این کار را انجام می‌دهیم، قوانینی را در مورد نام و مکان کد دنبال می‌کنیم تا در آینده کد را به راحتی پیدا کنیم.

بیشتر بخوانید: آموزش sql

به روز رسانی آسان تر و ریسک کمتر

با برنامه‌نویسی ماژولار، هر کتابخانه دارای یک لایه API تعریف شده است که از چیزهایی که از آن استفاده می‌کنند در برابر تغییرات داخل کتابخانه محافظت می‌کند. تا زمانی که API را تغییر ندهید، خطر بسیار کمی برای شکستن ناخواسته کد در جایی از کار وجود دارد که به هر چیزی که تغییر داده‌اید متکی است. البته، هنوز هم باید مراقب باشید، اما API ها مطمئناً به روشن‌تر شدن این موضوع کمک می‌کنند وقتی می‌خواهید یک عملکرد عمومی را تغییر دهید. به عنوان مثال، اگر API های واضحی نداشتید و شخصی تابعی را تغییر داد که فکر می‌کرد فقط در همان کتابخانه استفاده می‌شود (اما در واقع در جای دیگری استفاده می‌شد)، ممکن است به طور تصادفی چیزی را خراب کند.

بازسازی آسان‌تر

با برنامه‌نویسی ماژولار ، refactoring می‌تواند آسان‌تر باشد. این به دلایل مختلفی است، اما برای مثال، اگر می‌خواهید اسکریپت یا خودکارسازی مجدد را انجام دهید، هم API ها و هم پیروی از یک ساختار فایل/پوشه سخت می‌تواند کمک کند.

در تبدیل ساختار با برنامه نویسی ماژولار، با تقسیم بیشتر کد به پلاگین‌ها و کتابخانه‌ها، به گونه‌ای مدولارتر تغییر داده می‌شود. سپس می‌توان از این ماژولار بودن افزایش یافته و به ویژه ساختار API که هنگام خودکارسازی بخش‌هایی از تبدیل معرفی کردیم، استفاده کنیم. همچنین به کار پیگیری دستی کمک می‌کند، زیرا می‌توان در بخش‌ها، پلاگین به پلاگین و کتابخانه به کتابخانه کار کنیم. و سال‌ها بعد همچنان به ما در نصب توسعه‌دهندگان جدید، یافتن و رفع اشکال‌ها، افزودن ویژگی‌های جدید و بسیاری موارد دیگر کمک می‌کند.

امکان همکاری راحت‌تر

برنامه نویسی ماژولار در جایی ضروری است که چندین تیم باید روی اجزای مختلف یک برنامه کار کنند. هنگامی که چندین برنامه نویس دارید که روی یک قطعه کد کار می‌کنند. معمولاً منجر به درگیری‌های Git و مسائل مختلف دیگری می‌شود که می‌تواند آزاردهنده باشد و باعث کندی تیم شود. اگر کد بین توابع، فایل‌ها و یا مخازن بیشتری تقسیم شود، می‌توانید احتمال این اتفاق را کاهش دهید.

همچنین می‌توانید مالکیت را به ماژول‌های کد خاص اختصاص دهید، اطمینان حاصل کنید که تیم‌ها مسئولیت بخش نرم‌افزار خود را دارند و به آن‌ها امکان می‌دهد کار را به وظایف کوچک‌تر تقسیم کنند. تیم‌ها (و ماژول‌ها) با رابط‌های کاملاً تعریف‌شده و API های عمومی گرد هم می‌آیند و اطمینان می‌دهند که همه چیز در هنگام استقرار با هم هماهنگ است.

آیا برنامه نویسی ماژولار معایبی هم دارد؟

دلایلی وجود دارد که برخی افراد از برنامه نویسی ماژولار استفاده نمی‌کنند.جایگزین برنامه نویسی ماژولار معمولاً ایجاد یک برنامه یکپارچه از کد است که در آن همه کد شما (کم و بیش) در یک مکان واحد ریخته می‌شود. این می‌تواند منجر به «کد اسپاگتی» شود زیرا مانند یک کاسه بزرگ اسپاگتی پیچ خورده و درهم می‌رود.

در واقع چند دلیل وجود دارد که چرا برخی افراد هنوز کد اسپاگتی می‌نویسند:

اندازه کد:

اگر نمی‌توانید وابستگی‌های خود را تکان دهید، ماژولار بودن می‌تواند اندازه کد را افزایش دهد و بر عملکرد تأثیر بگذارد

پیچیدگی:

گاهی اوقات سیستم‌های فایل پیچیده ضروری نیستند و می‌توانند غیر ضروری و سربار باشند

امنیت:

کد یکپارچه می‌تواند کار افراد را با کدهایی که توسعه‌دهنده اصلی نمی‌خواهد آن‌ها تغییر، هک یا دزدی شده باشد را سخت‌تر کند.

اگر روی یک پروژه شخصی یا کوچک کار می‌کنید، که اندازه و پیچیدگی آن کوچک است و افراد زیادی در آن همکاری نمی‌کنند، ممکن است از یک رویکرد برنامه نویسی ماژولار نیز بهره کافی نبرید. همچنین بسیاری از پروژه‌های قدیمی‌تر وجود دارند که سال‌ها وجود داشته‌اند و ممکن است در طول زمان به یک «آشغال اسپاگتی» تبدیل شده باشند، به خصوص اگر از افرادی که کد را بدون درک کامل بهترین راه برای اضافه کردن آن به پروژه اصلی وارد می‌کنند، رنج می‌برند. این نوع پروژه‌ها گاهی اوقات حتی به جایی می‌رسند که نیاز به بازنگری ساختاری دارند، زیرا مدیریت آن‌ها بسیار دشوار می‌شود.

بنابراین، حتی اگر پروژه شما با وسعت کوچکی شروع می‌شود، در نظر بگیرید که آیا استفاده از یک رویکرد ماژولار از ابتدا می‌تواند به اثبات کد شما در آینده کمک کند. مطمئناً، اگر انتظار دارید پروژه شما عمر طولانی داشته باشد یا رشد زیادی داشته باشد، ممکن است خوب باشد. که از همان ابتدا ماژولار بودن را در نظر بگیرید، زیرا تعمیرات اساسی سازه می‌تواند بسیار دشوار، وقت‌گیر و در صورت وجود ویژگی‌هایی باشد که در آن جاسازی شود. نوشته شود.

آینده برنامه نویسی ماژولار

برنامه نویسی ماژولار مفهوم جدیدی نیست، اما همچنان بسیار محبوب است. برای توسعه‌دهندگان مهم است که بدانند چیست و چرا مفید است. به هر حال، روشی که تعدادی از کتابخانه‌ها، فریم‌ورک‌ها و مدیران پکیج امروزی برای اشتراک‌گذاری کد و مدیریت وابستگی راه‌اندازی می‌شوند. برنامه‌نویسی ماژولار را به انتخاب طبیعی تبدیل می‌کند.

به عنوان مثال، بسیاری از کتابخانه‌های NPM وجود دارند که فقط یک کار را انجام می‌دهند. و بیشتر و بیشتر توسعه‌دهندگان از چارچوب‌هایی استفاده می‌کنند. که فقط کارهای خاصی را انجام می‌دهند، مانند Bulmer، که یک فریم‌ورک CSS است که در مقایسه با برخی دیگر از فریم‌ورک‌های CSS محبوب، نسبتاً ساده است. کتابخانه‌های کوچک‌تر ممکن است به دلیل داشتن عملکرد کمتر چندان چشم‌گیر به نظر نرسند، اما قبل از استفاده از آن‌ها به یادگیری کمتری نیز نیاز است، و معمولا کوچک‌تر هستند، بنابراین حجم کد کمتری نسبت به کتابخانه‌های بزرگ‌تر وجود دارد.از این رو، امیدواریم به این موضوع پی برده باشید که چرا درک مفهوم برنامه نویسی ماژولار ضروری است.

پیشنهاد ما: برنامه نویسی Small Basic

اهمیت مفهوم برنامه نویسی ماژولار

اگر به از بین بردن پیچیدگی اعتقاد دارید، به اهمیت مفهوم برنامه نویسی ماژولار و اینکه چگونه این تکنیک طراحی نرم‌افزار می‌تواند به شما در ایجاد یک وب‌سایت بهتر کمک کند، پی برده‌اید. برنامه نویسی ماژولار اجازه می‌دهد تا انجام توسعه یک برنامه یا وب، با تقسیم یک برنامه به برنامه‌های کوچک‌تر به منظور اجرای انواع وظایف تقسیم شود. این به توسعه دهندگان امکان می‌دهد تا به طور همزمان کار کنند و زمان صرف شده برای توسعه را به حداقل برساند.

برنامه نویسی ماژولار این امکان را می‌دهد تا به هر برنامه نویس وظیفه خاصی را به عنوان بخشی از برنامه کلی نرم افزار سپرد. سپس، در پایان، تمام کارهای مختلف برنامه نویسان برای ایجاد برنامه کامپایل کرد. این به سرعت بخشیدن به کار کمک می‌کند.