اختيار الأدوات المناسبة هو الخطوة الأولى لتعلم البرمجة بكفاءة. الطلاب في تخصص علوم الكمبيوتر يحتاجون إلى بيئات تطوير وأدوات برمجية تسهل عليهم كتابة الأكواد، اختبارها، وتصحيح الأخطاء بسرعة. في هذا الدليل ستتعرف على أفضل الأدوات وبيئات التطوير التي يعتمد عليها المبتدئون والمحترفون، مع توضيح مميزاتها وكيف تساعدك على تحسين مهاراتك البرمجية.
أنت تبدأ عامًا دراسيًا جديدًا، وتحتاج إلى الاستعداد جيدًا. تتساءل عن الأدوات المتاحة أو ما ينقصك. هناك الآلاف منها، ولكن إذا كنت جديدًا في هذا المجال، فلن تجدها واضحة تمامًا. إليك ثمانية أنواع من الأدوات التي أعرف أنك ستحتاجها.
8. Notebooks: خطوات صغيرة للمبرمجين
تُوفر دفاتر الملاحظات بيئة تفاعلية لكتابة وتنفيذ التعليمات البرمجية. في دفتر الملاحظات، يُمكن تشغيل كل سطر من التعليمات البرمجية بشكل منفصل، بناءً على الأسطر السابقة. تُستخدم هذه الدفاتر غالبًا لإنشاء نماذج أولية سريعة، وتجربة الأفكار، وعرض النتائج بطريقة واضحة ومنسقة بشكل جيد.
تُعد دفاتر الملاحظات خيارًا شائعًا في علم البيانات، وتُستخدم عادةً عند العمل مع بيانات مُعقدة مثل DataFrames (بيانات جدولية) أو تشغيل استعلامات قواعد البيانات (على سبيل المثال، باستخدام QueryBook).
يُعد Jupyter ملك دفاتر الملاحظات، ولكنه لا يقتصر على Python فقط. فهناك قائمة طويلة من نوى Jupyter، والتي تُمكّنه من تشغيل العديد من لغات البرمجة. مع Jupyter، يُمكنك تشغيل وتصور التعليمات البرمجية الخاصة بك بسهولة.
7. مُنسّقات التعليمات البرمجية، للمُبرمج الكسول
إذا وجدت نفسك تُنسّق التعليمات البرمجية يدويًا لجعلها تبدو جيدة، فربما تحتاج إلى مُنسّق تعليمات برمجية. يقرأ مُنسّق التعليمات البرمجية التعليمات البرمجية الخاصة بك ويُطبّق نمطًا مُتسقًا عليها. قد لا يبدو هذا الأمر ذا أهمية كبيرة، ولكن قلّة عوامل التشتيت تعني تركيزًا أكبر. المُنسِّقات الشائعة الاستخدام هي:
- C: clang-format، GNU indent
- C++: clang-format، GNU indent
- Go: gofmt
- Java: Google Java Format
- Python: black، autopep8
- الويب (JS، JSON، YAML، Markdown): Biome، Prettier
6. مُنسِّقات Linters
أداة فحص الشفرة (Linter) هي أداة تبحث عن الشفرة البرمجية المشكوك فيها. تقوم بمسح شفرة المصدر، ثم تراجع قواعدها الداخلية، وتعرض تحذيرات عند القيام بشيء لا ينبغي عليك فعله. أدوات فحص الشفرة قابلة للتكوين، وأحيانًا قابلة للإضافة (أي أنها تقبل الإضافات). يمكنك تحديد قواعد تتعلق بالأسلوب أو بمشاكل أمنية أكثر خطورة.
أدوات فحص الشفرة شائعة، ومن أشهر أدواتها:
- بايثون: Ruff، flake8، pylint
- JS: ESLint
- Java: Checkstyle، SpotBugs
- C: clang-tidy، cppcheck
- C++: clang-tidy
5. Containerization: تشغيل أي خدمة، في أي مكان، وفي أي وقت
لا يقتصر مجال التطوير اليوم على الحزم البرمجية فقط، وإذا كنت تعتمد على أي خدمات (مثل قواعد البيانات مثل Postgres وMySQL، إلخ)، فربما ترغب في تجنب تثبيتها وتكوينها يدويًا. النهج الأكثر شيوعًا هو استخدام حاويات مُعدّة مسبقًا، وهي بيئات صغيرة ومعزولة يُمكنك تثبيت البرامج فيها (مثل الخدمات).
تتيح لك أدوات مثل Docker وPodman تنزيل وتشغيل وصفات مُعدّة مسبقًا (تُعرف أيضًا باسم ملفات Docker). تصف ملفات Docker هذه كيفية إعداد الحاويات وتهيئة الخدمات المطلوبة. هذا يُلقي عبء التفاصيل المُملة على عاتق الخبراء: مُشغّلي ملفات Docker.
4. التحكم في الإصدارات: نقاط حفظ تُنقذك
نظام التحكم في الإصدارات (VCS) هو أداة تُدير وتُتبّع مراجعات برنامجك. عند إجراء تغييرات على شيفرتك المصدرية، يُسجّلها نظام التحكم في الإصدارات بطريقة تسمح لك بالرجوع بالزمن إلى الوراء. تخيّلها كنقطة تفتيش لكودك، فهي تمنحك حرية إجراء تغييرات جذرية دون ضرر لا رجعة فيه.
في الواقع، هناك ملك واحد فقط في عالم أنظمة التحكم في الإصدارات: Git. أود أن أقول إن Git أداة بسيطة، ولكنه ليس كذلك. مع ذلك، يُمكنك تحقيق تقدم كبير باستخدام أوامر بسيطة، لذا فإن منحنى التعلم ليس صعبًا على الإطلاق.
إذا كنت تُرسل واجبات برمجية لفصلك، فمن شبه المؤكد أنك ستفعل ذلك عبر خدمة مثل GitHub، وهو مكان يستضيف مستودعات برامج Git.
3. مديرو الحزم: أول أداة ستحتاجها حقًا
لن تُحرز تقدمًا كبيرًا في كتابة الشيفرة البرمجية دون تثبيت مكتبات خارجية (المعروفة أيضًا باسم التبعيات أو الحزم). نقوم بتثبيت الحزم باستخدام مدير الحزم. لكل لغة مدير حزمها المفضل وطريقة تثبيت الحزم.
تختلف مديرات الحزم بطرق غير واضحة. في بايثون، يخزن كل مدير حزم الحزم المُنزّلة في مواقع مختلفة، بعضها عام وبعضها محلي في مشروعك. بالنسبة لجافا سكريبت، تستهلك بعض مديرات الحزم مساحة كبيرة؛ بينما صُممت أخرى خصيصًا لتجنب ذلك.
فيما يلي بعض مديري الحزم الشائعة للغات البرمجة الشائعة:
- بايثون: uv، pip، pipx
- جافا سكريبت: NPM، pnpm
- جافا: Maven
- C: Conan، vcpkg
- C++: Conan، vcpkg
مديرات الحزم لا تقل أهمية عن عجلات السيارة.
2. مُشغّلات الاختبار: لا اختبارات؛ كود سيء
يُعد الاختبار عنصرًا أساسيًا عند تطوير البرمجيات. مُشغّل الاختبار هو إطار عمل اختبار خاص بلغة البرمجة. تستخدم هذا الإطار لتشغيل أجزاء من الكود ضمن شروط مُتحكم بها، ثم التأكد من مطابقته للتوقعات.
تخدم الاختبارات غرضين:
- التأكد من عمل البرنامج.
- تأكد من عدم تعطل البرنامج بعد التغييرات (المعروفة أيضًا باسم اختبارات الانحدار).
عندما تُجري تعديلات على شيء ما، كيف تعرف أن شيئًا آخر لم يتعطل؟ وبالتالي، عندما يصبح كودك معقدًا، تُصبح أطر الاختبار ضرورةً مطلقة. فالبرنامج بدون اختبارات أشبه بتوظيف أطباء بدون شهادات؛ إنه ضرب من الجنون.
يعتمد إطار عمل الاختبار على لغة البرمجة، وأكثرها شيوعًا والتي قد تحتاجها هي:
- C: GoogleTest أو Unity
- JavaScript: Jest أو Mocha أو Vitest
- Java: JUnit
- Lua: Busted أو LuaUnit
- Python: Pytest
1. بيئات التطوير المتكاملة (IDEs): جوهر مجموعة أدواتك
بيئة التطوير المتكاملة (IDE)، أو بيئة التطوير المتكاملة، هي تطبيق برمجي يجمع الأدوات الأساسية اللازمة غالبًا لتطوير البرمجيات. تتوفر العديد من بيئات التطوير المتكاملة – بعضها مصمم للغات برمجة محددة، بينما يدعم البعض الآخر مجموعة واسعة من اللغات.
بدون بيئة تطوير متكاملة، ستفقد العديد من الميزات الأساسية، مثل:
- الذكاء اللغوي: يوفر الإكمال التلقائي للشفرة البرمجية (اقتراحات الشفرة)، وتظليل بناء الجملة (نص ملون)، وميزات متقدمة أخرى، مثل إعادة الهيكلة (تغييرات الشفرة).
- تظليل بناء الجملة: يُلوّن شفرة المصدر لجعلها أكثر قابلية للقراءة.
- مصحح الأخطاء: أداة تُشغّل الشفرة البرمجية وتتيح لك فحصها سطرًا بسطر لتحديد الأخطاء وإصلاحها.
- أتمتة البناء: أدوات تُساعد في بناء وتشغيل برنامجك.
واجهة مُشغّل الاختبار: تتيح لك تشغيل الاختبارات وإدارتها مباشرةً داخل بيئة التطوير المتكاملة، وغالبًا ما تتكامل مع أطر عمل الاختبار الخاصة بكل لغة، مما يُمكّنك من تنفيذ اختبارات فردية بسرعة دون مغادرة بيئة التطوير المتكاملة أو كتابة أوامر مُعقدة.
القائمة أعلاه ليست سوى غيض من فيض إمكانيات بيئات التطوير المتكاملة (IDE). يستخدم كل من يكتب برامج تقريبًا بيئات تطوير متكاملة أو أدوات مشابهة، مثل Vim أو Emacs أو Neovim. سبق أن ذكرتُ قائمة بأسباب استخدامي لـ Neovim، وقد تهمك.
يمكنك العثور على قائمة مقارنة لبيئات التطوير المتكاملة على ويكيبيديا، ولكن الخيار الأكثر شيوعًا هو VSCode. يدعم VSCode العديد من اللغات، وهو قابل للتوسع. هناك آلاف الإضافات في سوق VS Code، والتي تحل العديد من المشاكل. في الواقع، سبق أن غطينا قائمة بإضافات VS Code الأساسية. حتى أن البعض يدّعي أن VS Code يجعلهم مبرمجين أفضل.
تُسهّل بيئات التطوير المتكاملة (IDEs)، وأنظمة التحكم في الإصدارات (VCS)، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، ومنسقات الأكواد، حياتك من خلال إزالة بعض العناصر الشاقة من كتابة البرامج.
تُعد أدوات التدقيق اللغوي (Linters) ومشغلات الاختبار (test runners) ضرورية لاكتشاف الأخطاء وضمان مستوى جودة مقبول لكودك.
يتيح لك مديرو الحزم والحاويات استخدام أكواد الآخرين، كما تتيح لك الحاويات أيضًا تجميع أكوادك بطريقة تضمن العمل على جميع الأجهزة.
بما أنك جديد في عالم البرمجة، فقد تكون مهتمًا أيضًا بعادات تطوير مهاراتك لتصبح مبرمجًا أفضل.
اختيار الأدوات الصحيحة في بداية رحلتك البرمجية يوفر عليك الكثير من الوقت والجهد. الأدوات التي استعرضناها تمنحك أساسًا قويًا لبناء مشاريعك وتحسين مستواك خطوة بخطوة. جرب بعضها وحدد ما يناسب أسلوبك في التعلم، فالتجربة العملية هي أفضل وسيلة لاكتساب المهارة والثقة.
