பைத்தான் இனக்குழுக்கள் மற்றும் பொருள்கள்

பைத்தான் இனக்குழுக்கள் மற்றும் பொருள்கள் பற்றி

நடுத்தரம் ~90 நிமிடப் படிப்பு

பொருள் நோக்கு நிரலாக்கம் (OOPs) என்பது தற்கால நவீன மென்பொருள் உருவாக்கத்தின் மிக முக்கிய அடித்தளமாகவும், மிகவும் சக்திவாய்ந்த ஒரு நிரலாக்க தத்துவமாகவும் உலகளவில் விளங்குகிறது. நிஜ உலகப் பொருள்களின் இயல்பான தன்மைகளையும் அவற்றின் பல்வேறு செயல்பாடுகளையும் கணினி நிரலில் எளிமையான முறையில் கொண்டுவர இக்கோட்பாடு பயன்படுகிறது. பைத்தான் மொழியில் வகுப்புகள் மற்றும் பொருள்களின் முக்கியத்துவத்தை மாணவர்களுக்கு மிக விரிவாக விளக்கவும், அதே சமயம் சிக்கலான நிரலாக்க சவால்களை எளிய கூறுகளாகப் பிரித்து தீர்க்கும் சிறந்த ஆற்றலை அவர்களுக்கு வழங்கவும் இந்த அத்தியாயம் மிகவும் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

இப்பாடத்தில் பயிற்றுவிக்கப்படும் அனைத்துக் கருத்துகளும் ஒன்றோடொன்று மிக நெருங்கிய தொடர்புடைய நவீன தொழில்நுட்பக் கோட்பாடுகளாகும். ஒரு புதிய வகுப்பைக் கட்டமைக்கும்போது அதன் உள்ளே மாறிகளும் வழிமுறைகளும் எவ்வாறு முறையாக இணைக்கப்பட்டு ஒருமுகப்படுத்தப்படுகின்றன என்பதை இந்த அத்தியாயம் விரிவாக விவரிக்கிறது. ஆக்கிகள் மூலம் பொருள்கள் உருவாக்கப்படும்போது தொடக்க மதிப்புகள் எவ்வாறு தானாகவே இருத்தப்படுகின்றன என்பதையும், அழிப்பிகள் மூலம் அவை எவ்வாறு நினைவகத்திலிருந்து வெற்றிகரமாக நீக்கப்படுகின்றன என்பதையும், தரவு மறைப்பு மற்றும் பொது, தனிப்பட்ட உறுப்பினர்களின் மூலம் நிரலின் பாதுகாப்பு எவ்வாறு உறுதி செய்யப்படுகிறது என்பதையும் இப்பாடம் மிகத் தெளிவாக இணைத்துக் காட்டுகிறது.

தமிழக மேல்நிலை இரண்டாம் ஆண்டு பொதுத் தேர்வு நோக்கில் இந்த பத்தாவது அத்தியாயம் மிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்த ஒரு பகுதியாகக் கருதப்படுகிறது. வகுப்புகளை வரையறுக்கும் பல்வேறு முறைகள், ஆக்கிகள் மற்றும் அழிப்பிகளின் அடிப்படைச் செயல்பாடுகள், மற்றும் தனியார் தரவு உறுப்பினர்களின் அணுகல் கட்டுப்பாடுகள் போன்ற முக்கிய தலைப்புகளிலிருந்து பல வகையான வினாக்கள் தேர்வில் கேட்கப்படுகின்றன. மேலும், ஐந்து மதிப்பெண் வினாக்களில் இனக்குழுக்களைக் கொண்டு புதிய நிரல்களை எழுதும் செயல்முறைப் பயிற்சிகளும், நிரல்களின் வெளியீட்டைக் கண்டறியும் தர்க்கரீதியான கேள்விகளும் மாணவர்களின் பகுப்பாய்வுத் திறனைச் சோதிக்க தேர்வில் அடிக்கடி கேட்கப்படுகின்றன.

நீங்கள் கற்பவை

• இனக்குழு மற்றும் பொருள்களின் அடிப்படைத் தத்துவங்களைப் புரிந்துகொள்ளுதல்
• பைத்தானில் ஒரு வகுப்பை முறையாக வரையறுக்கக் கற்றுக்கொள்ளுதல்
• சான்றுருவாக்கம் மூலம் புதிய பொருள்களை உருவாக்கி நிர்வகித்தல்
• ஆக்கிகள் மற்றும் அழிப்பிகளின் செயல்பாடுகளை நிரலில் கையாளுதல்
• பொது மற்றும் தனிப்பட்ட மாறிகளின் அணுகல் கட்டுப்பாடுகளை வேறுபடுத்துதல்
• இனக்குழுக்களைப் பயன்படுத்திப் பயனுள்ள பைத்தான் நிரல்களை உருவாக்குதல்

தொடங்குவதற்கு முன்

• பைத்தானில் மாறிகள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டுக் கட்டமைப்புகளின் பயன்பாடு
• பைத்தானில் செயற்கூறுகளை வரையறுத்தல் மற்றும் அழைத்தல் பற்றிய அறிவு
• அடிப்படை நிரலாக்கக் கோட்பாடுகள் மற்றும் தரவு வகைகளின் புரிதல்

பைத்தான் இனக்குழுக்கள் மற்றும் பொருள்கள் — விரிவான விளக்கம்

பைத்தான் இனக்குழுக்கள் மற்றும் பொருள்கள் பற்றிய கண்ணோட்டம்

பொருள் நோக்கு நிரலாக்கத்தின் அடிப்படைக் கருத்துகள்

பொருள் நோக்கு நிரலாக்கம் (OOPs) என்பது நிரலை எளிய பொருள்களாகக் கருதி மிக நேர்த்தியாக வடிவமைக்கும் ஒரு சிறந்த நிரலாக்க முறையாகும். இதில் பொருள்கள் மற்றும் இனக்குழுக்கள் மிக முக்கியமான அடிப்படை அலகுகளாகப் பயன்படுகின்றன. ஒரு பொருள் என்பது தரவுகளையும் அதன் மீது செயல்படும் பல்வேறு செயற்கூறுகளையும் கொண்ட ஒரு முழுமையான தொகுப்பாக விளங்கும் போது, இனக்குழு என்பது அந்த பொருளுக்கான வார்ப்புருவாகவோ அல்லது பொதுவான மாதிரையாகவோ செயல்படுகிறது. இக்கோட்பாடு நிரல் குறியீடுகளை மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுத்தவும், பெரிய அளவிலான சிக்கலான மென்பொருள்களை மிக எளிதாக நிர்வகிக்கவும், புதிய மாற்றங்களை எளிதில் புகுத்தவும் பெரிதும் உதவுகிறது.

இனக்குழுவை வரையறுத்தல் மற்றும் பொருள்களை உருவாக்குதல்

பைத்தான் மொழியில் ஒரு புதிய இனக்குழுவை உருவாக்க 'class' என்ற சிறப்புச் சொல் பயன்படுகிறது. ஒவ்வொரு இனக்குழுவும் ஒரு தனித்துவமான பெயருடனும், இறுதியாக ஒரு முக்காற்புள்ளியுடனும் முடிகிறது. வகுப்பிற்குள் வரையறுக்கப்படும் மாறிகள் இனக்குழு மாறிகள் என்றும், செயற்கூறுகள் வழிமுறைகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரு இனக்குழுவின் வார்ப்புருவைக் கொண்டு புதிய பொருள்களை உருவாக்கும் செயல்முறை சான்றுருவாக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதன் மூலம் வகுப்பின் உறுப்புகளை புள்ளி (.) குறியீட்டைப் பயன்படுத்தி நாம் எளிதில் அணுகவும், அவற்றின் மதிப்புகளை மாற்றியமைக்கவும் முடியும். ஒரு இனக்குழுவைக் கொண்டு நாம் எத்தனை பொருள்களை வேண்டுமானாலும் உருவாக்கலாம்.

இனக்குழு வழிமுறைகள் மற்றும் self அளபுருவின் முக்கியத்துவம்

வகுப்பிற்குள் வரையறுக்கப்படும் செயற்கூறுகளே வழிமுறைகள் அல்லது உறுப்பு செயற்கூறுகள் என அழைக்கப்படுகின்றன. இவை சாதாரண செயற்கூறுகளைப் போலவே இருந்தாலும், அவற்றின் முதல் அளபுருவாக 'self' என்பது கண்டிப்பாக இடம்பெற வேண்டும் என்பது பைத்தானின் விதியாகும். வழிமுறைகளை அழைக்கும்போது இந்த 'self' அளபுருவிற்குப் பயனர் எந்த மதிப்பையும் அனுப்பத் தேவையலை, பைத்தான் அதனைத் தானாகவே எடுத்துக்கொள்ளும். மேலும் வகுப்பிற்குள் உள்ள மாறிகள் மற்றும் உறுப்புகளை வழிமுறைகள் மூலம் அணுகும்போது, அவற்றுக்கு முன்பின்னொட்டாக self மற்றும் புள்ளி குறியீட்டைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் அவசியமான ஒன்றாகும்.

ஆக்கிகள் மற்றும் அழிப்பிகளின் அடிப்படைச் செயல்பாடுகள்

ஒரு இனக்குழுவின் புதிய பொருள் உருவாக்கப்படும்போது தானாகவே இயங்கும் சிறப்பு வழிமுறை ஆக்கி (Constructor) எனப்படும். பைத்தானில் '__init__' என்ற சிறப்பு செயற்கூறு ஆக்கியாகச் செயல்படுகிறது. இது பொருள்களுக்குத் தேவையான தொடக்க மதிப்புகளை இருத்தவும், வகுப்பிற்குள் தேவையான மாறிகளைத் தொடங்கவும் பயன்படுகிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, ஒரு பொருளின் பயன்பாடு முடிவுக்கு வரும்போது அல்லது அதன் வரம்பை விட்டு வெளியேறும்போது அதன் நினைவகப் பகுதியை விடுவிக்கப் பயன்படும் சிறப்பு வழிமுறை அழிப்பி (Destructor) எனப்படும். பைத்தானில் '__del__' என்ற சிறப்பு செயற்கூறு அழிப்பியாகப் பயன்படுகிறது.

பொது மற்றும் தனிப்பட்ட தரவு உறுப்பினர்களின் வேறுபாடுகள்

வகுப்பிற்குள் வரையறுக்கப்படும் மாறிகள் இயல்பாகவே பொதுவானவை (public) ஆகும், இவற்றை வகுப்பிற்கு வெளியிலிருந்தும் புள்ளி குறியீட்டைப் பயன்படுத்தி எளிதாக அணுக முடியும். ஆனால், பாதுகாப்பு காரணங்களுக்காக சில முக்கியமான தரவுகளைப் பாதுகாப்பாக வைத்திருக்க அவற்றைத் தனிப்பட்டதாக (private) மாற்றலாம். பைத்தானில் ஒரு மாறியின் பெயருக்கு முன்னால் இரண்டு அடிக்கீறுகளைப் (__ private_variable) பயன்படுத்துவதன் மூலம் அதைத் தனிப்பட்ட மாறியாக மாற்றலாம். இத்தகைய தனிப்பட்ட மாறிகளை வகுப்பிற்கு வெளியிலிருந்து நேரடியாக அணுக முயன்றால் பைத்தான் பிழைச் செய்தியைக் காட்டும், இதனால் தரவுப் பாதுகாப்பு உறுதி செய்யப்படுகிறது.

இனக்குழுக்கள் மற்றும் பொருள்களின் நன்மைகள்

இனக்குழுக்களும் பொருள்களும் நிரலாக்க உலகில் பல்வேறு நன்மைகளைத் தருகின்றன. இவற்றின் மூலம் தரவுப் பாதுகாப்பு மேம்படுகிறது, ஏனெனில் தரவு மறைப்பு இக்கோட்பாட்டில் மிக எளிமையாகக் கையாளப்படுகிறது. மேலும், ஒருமுறை எழுதப்பட்ட குறியீட்டைப் பலமுறைப் பயன்படுத்த முடிவதால் நிரலர்களின் பணிச்சுமையும் நேரமும் வெகுவாகக் குறைகிறது. சிக்கலான நிரல்களை எளிய பொருள்களாகப் பிரிப்பதால் பிழைகளைத் திருத்துவதும் நிரல்களைப் பராமரிப்பதும் மிகவும் எளிதாகிறது. பைத்தானில் இவை அனைத்தும் மிக எளிய தொடரியல் மூலம் செயல்படுத்தப்படுவது இதன் கூடுதல் சிறப்பாகும் மற்றும் மென்பொருள் மேம்பாட்டின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை அதிகரிக்கும்.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• தவறு: வகுப்பிற்குள் வழிமுறைகளை வரையறுக்கும்போது self அளபுருவை எழுத மறப்பது. திருத்தம்: வகுப்பிற்குள் இருக்கும் அனைத்து வழிமுறைகளின் முதல் அளபுருவாக self என்பதை எப்போதும் சேர்க்க வேண்டும்.
• தவறு: தனிப்பட்ட மாறிகளை (__ variable) வகுப்பிற்கு வெளியிலிருந்து நேரடியாக அணுக முயற்சிப்பது. திருத்தம்: தனிப்பட்ட மாறிகளை வகுப்பின் உள்ளே உள்ள பொது வழிமுறைகளின் மூலமாக மட்டுமே அணுக வேண்டும்.
• தவறு: ஆக்கி செயற்கூறை __init__ என்று எழுதுவதற்குப் பதிலாக ஒற்றை அடிக்கீறுடன் _init_ என்று எழுதுவது. திருத்தம்: ஆக்கியின் முன்னும் பின்னும் இரண்டு அடிக்கீறுகள் (__init__) இருக்க வேண்டும்.
• தவறு: ஒரு பொருளை உருவாக்கும்போது வகுப்பின் பெயருக்கு அடுத்து அடைப்புக்குறிகளைப் () பயன்படுத்தாமல் விடுவது. திருத்தம்: சான்றுருவாக்கம் செய்யும்போது வகுப்புப் பெயருக்கு அடுத்து எப்போதும் அடைப்புக்குறிகளை இட வேண்டும்.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

இனக்குழு என்றால் என்ன?

இனக்குழு என்பது ஒரு பொருளுக்கான வார்ப்புரு அல்லது திட்ட வரைபடம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது பொருள்களின் மாறிகள் மற்றும் வழிமுறைகளை உள்ளடக்கிய ஒரு பயனர் வரையறுத்த கட்டமைப்பாகச் செயல்படுகிறது. பைத்தானில் class என்ற சிறப்புச் சொல்லைப் பயன்படுத்தி நாம் ஒரு புதிய இனக்குழுவை மிக எளிதாக வரையறுத்து அதிலிருந்து பல புதிய பொருள்களை மிக எளிதாக உருவாக்க முடியும்.

பொருள்களை எவ்வாறு உருவாக்க வேண்டும்?

பைத்தானில் ஒரு புதிய இனக்குழுவை வெற்றிகரமாக உருவாக்கிய பின்னர், அதன் சான்றுருவாக நாம் பல பொருள்களை உருவாக்கலாம். இதற்கு சான்றுருவாக்கம் என்று பெயர். பைத்தானில் பொருள்_பெயர் = வகுப்பு_பெயர்() என்ற எளிய வடிவில் பொருளை உருவாக்க வேண்டும். இவ்வாறு புதிய பொருளை உருவாக்கும்போது வகுப்புப் பெயருக்கு அடுத்து அடைப்புக்குறிகளைப் பயன்படுத்துவது மிகவும் அவசியமான ஒரு விதிமுறையாகும்.

self அளபுருவின் பயன் என்ன?

பைத்தான் வகுப்பிற்குள் வரையறுக்கப்படும் அனைத்து உறுப்பு வழிமுறைகளின் முதல் அளபுருவாக self இருக்க வேண்டும் என்பது கட்டாய விதியாகும். இது நடப்புப் பொருளைக் குறிக்கப் பயன்படுகிறது. இந்த self அளபுருவின் மூலம் வகுப்பில் உள்ள மாறிகள் மற்றும் பிற வழிமுறைகளை நாம் வகுப்பிற்குள்ளேயே மிக எளிதாக அணுகவும் அவற்றைப் பல்வேறு செயல்பாடுகளில் பயன்படுத்தவும் முடியும். இது பைத்தானின் தனித்துவமான அம்சமாகும்.

பைத்தானில் ஆக்கி என்றால் என்ன?

ஒரு இனக்குழுவின் புதிய பொருள் உருவாக்கப்படும்போது தானாகவே பின்னணியில் இயங்கும் சிறப்பு வழிமுறை ஆக்கி எனப்படும். பைத்தானில் __init__ என்ற சிறப்பு வழிமுறை ஆக்கியாகச் செயல்படுகிறது. இது பொருள்களுக்குத் தேவையான தொடக்க மதிப்புகளை நினைவகத்தில் இருத்தவும், வகுப்பிற்குள் மாறிகளைத் தொடங்கவும் பயன்படுகிறது. இந்த ஆக்கிக்கு பயனர் எந்த மதிப்பையும் நேரடியாக அழைக்கவோ அனுப்பவோ தேவையில்லை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

அழிப்பி என்றால் என்ன அதன் பயன் யாது?

ஒரு பொருளின் பயன்பாடு முற்றிலும் முக்கியமாக வரும்போது அதன் நினைவகப் பகுதியைத் திறம்பட விடுவிக்கப் பயன்படும் சிறப்பு வழிமுறை அழிப்பி என்று அழைக்கப்படுகிறது. பைத்தானில் __del__ என்ற சிறப்பு வழிமுறை அழிப்பியாகச் செயல்படுகிறது. del சிறப்புச் சொல்லைப் பயன்படுத்தி நாம் ஒரு பொருளை நீக்கும்போது இந்த அழிப்பி தானாகவே அழைக்கப்பட்டு நினைவகத்தைச் சுத்தப்படுத்த உதவுகிறது. இது நினைவக மேலாண்மையை மேம்படுத்துகிறது.

தனிப்பட்ட மாறிகளை எவ்வாறு உருவாக்க வேண்டும்?

பைத்தானில் ஒரு மாறியின் பெயருக்கு முன்னால் இரண்டு அடிக்கீறுகளைப் (__private) பயன்படுத்துவதன் மூலம் அதைத் தனிப்பட்ட மாறியாக மாற்றலாம். இத்தகைய தனிப்பட்ட மாறிகளை வகுப்பிற்குள் மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும். வகுப்பிற்கு வெளியிலிருந்து இவற்றை நேரடியாக அணுக முயன்றால் பைத்தான் பிழைச் செய்தியைக் காட்டும், இதன் மூலம் நிரலின் முக்கிய தரவுகளுக்குப் பாதுகாப்பு கிடைக்கிறது. இதுவே தரவு மறைப்பு எனப்படும்.