ما هي Swift، وكيف تُستخدم في تطوير التطبيقات؟

تُعدّ Swift لغة برمجة حديثة طورتها Apple، صُممت لتكون آمنة وسريعة وتفاعلية. ومن المزايا الرئيسية لاستخدام Swift في تطوير تطبيقات iOS أداؤها العالي. إذ تُترجم Swift إلى شيفرة أصلية محسّنة، ما ينتج عنه تطبيقات سريعة الاستجابة. وهذا يتيح للمطورين إنشاء تطبيقات تعمل بسلاسة وكفاءة على أجهزة iOS.

وإضافة إلى ذلك، صُممت Swift مع وضع الأمان في الاعتبار. إذ تتضمن اللغة ميزات مثل الأنواع الاختيارية والإدارة التلقائية للذاكرة تساعد على تقليل خطر الأخطاء والمشكلات الأمنية. وهذا يسهّل على المطورين كتابة شيفرة متينة وموثوقة معًا، وهو أمر حاسم لتقديم تطبيقات آمنة للمستخدمين.

ومقارنة باللغات الأقدم مثل Objective-C، تقدم Swift صياغة أحدث وأكثر بديهية تسهّل على المطورين الجدد تعلمها واستخدامها. وهذا يدعم دورات تطوير أسرع ويتيح للفرق العمل بكفاءة أكبر، إذ تصبح الشيفرة أسهل قراءة وصيانة.

تقدم Swift مجموعة من الميزات التي تسهّل على المطورين كتابة شيفرة نظيفة وقابلة للصيانة. فعلى سبيل المثال، تستخدم Swift استنتاج الأنواع، ما يعني أن المطورين لا يحتاجون إلى تحديد أنواع البيانات صراحة في مواضع كثيرة، ما يجعل الشيفرة أقصر وأكثر قابلية للقراءة بينما يظل المترجم يتحقق من الأنواع.

وإضافة إلى ذلك، لدى Swift صياغة أحدث مستوحاة من لغات مثل Rust و Haskell و Ruby و Python، ما يسهّل على المطورين الجدد تعلمها واستخدامها. كما تدعم Swift القيم الاختيارية، التي تتعامل مع غياب القيمة بأمان وتقلل خطر أخطاء وقت التشغيل الناجمة عن قيم nil.

أما Objective-C فهي مجموعة شاملة للغة C بصياغة أكثر إسهابًا مبنية على تمرير الرسائل، وتستخدم منذ عام 2011 أيضًا العد التلقائي للمراجع (ARC) بدلًا من الإدارة اليدوية للذاكرة. وتستخدم Swift أيضًا آلية ARC لكنها تضيف أنواع القيم وفحصًا أكثر صرامة للأنواع وميزات لغوية حديثة. وهذا يجعل Swift خيارًا أكثر كفاءة للتطوير الجديد لتطبيقات iOS و macOS، إذ تقلل عادة وقت التطوير وعدد الأخطاء.

أطلقت Apple لغة Swift عام 2014 كبديل حديث للغة Objective-C، وأصبحت مفتوحة المصدر عام 2015. ومنذ ذلك الحين، تُطوَّر اللغة عبر عملية مفتوحة تُقترح فيها التغييرات وتُناقش كمقترحات Swift Evolution قبل تقديمها.

• الاستقرار: قدّم الإصدار Swift 5 عام 2019 استقرار ABI على منصات Apple، بحيث أصبح من الممكن تضمين بيئة تشغيل Swift في نظام التشغيل ولم تعد التطبيقات مضطرة إلى تضمينها بنفسها. وجعل الإصدار نفسه النوع Result جزءًا من المكتبة القياسية.
• التزامن: قدّم الإصدار Swift 5.5 الكلمتين async/await والفاعلين والتزامن المنظم باستخدام Task و TaskGroup، ما جعل الشيفرة غير المتزامنة أسهل قراءة بكثير من الحلول القائمة على دوال الاستدعاء الراجع.
• الماكرو: أضاف الإصدار Swift 5.9 وحدات الماكرو، التي تستطيع توليد الشيفرة وقت الترجمة وتشكّل، من بين أمور أخرى، أساس @Observable في SwiftUI.
• الأمان من سباقات البيانات: قدّم الإصدار Swift 6 وضعًا لغويًا يتحقق فيه المترجم من سباقات البيانات، بحيث يمكن اكتشاف الأخطاء الناجمة عن الوصول المتزامن إلى البيانات قبل تشغيل الشيفرة.

ويُظهر هذا التطور اتجاهًا واضحًا نحو شيفرة أكثر أمانًا وتعبيرًا. وتعتمد الميزات التي يستطيع المشروع استخدامها على إصدارات Swift و Xcode التي يستخدمها الفريق وعلى إصدارات نظام التشغيل التي يدعمها التطبيق.

تحسّن SwiftUI تجربة المستخدم في تطوير التطبيقات عبر مجموعة من الميزات ومبادئ التصميم:

• الصياغة التصريحية: تستخدم SwiftUI نهجًا تصريحيًا لتصميم واجهة المستخدم، ما يسهّل على المطورين وصف الشكل الذي ينبغي أن تبدو عليه واجهة المستخدم وطريقة تصرفها. وهذا يقلل التعقيد ويجعل الشيفرة أكثر قابلية للقراءة والصيانة.
• المعاينة الحية: باستخدام SwiftUI، يستطيع المطورون رؤية التغييرات فورًا تقريبًا أثناء الترميز. وتقدم المعاينات في Xcode ملاحظات سريعة، ما يسرّع عملية التطوير ويحسّن جودة التصميم.
• التخطيط التلقائي: تتولى SwiftUI جزءًا كبيرًا من التخطيط تلقائيًا باستخدام المكدسات والحاويات التكيفية، فيقل التعديل اليدوي اللازم لأحجام الشاشات المختلفة. وهذا يدعم تجربة مستخدم متسقة عبر الأجهزة.
• التكامل مع منظومة Apple: تتكامل SwiftUI بشكل وثيق مع منصات Apple، ما يسهّل دعم الميزات الأصلية مثل Dark Mode و Dynamic Type وميزات إمكانية الوصول، التي تحسّن تجربة المستخدم.
• التصميم القائم على المكونات: تتيح SwiftUI بناء واجهات المستخدم من عروض قابلة لإعادة الاستخدام. وهذا يجعل الشيفرة نمطية ويسهّل تحديث التطبيق وصيانته.
• الرسوم المتحركة والانتقالات: تقدم SwiftUI طرقًا بسيطة لإضافة الرسوم المتحركة والانتقالات، ما يجعل التطبيقات أكثر ديناميكية وجاذبية دون الحاجة إلى شيفرة معقدة.
• التطوير متعدد المنصات: تدعم SwiftUI التطوير عبر منصات Apple، بما فيها iOS و macOS و watchOS و tvOS و visionOS، ما يتيح إنشاء تجربة مستخدم متماسكة عبر الأجهزة، وإن كانت التعديلات الخاصة بكل منصة لا تزال لازمة في أحيان كثيرة.

إجمالًا، تجعل الصياغة التصريحية في SwiftUI ومعايناتها وتخطيطها التلقائي وتكاملها مع منظومة Apple منها أداة قوية للمطورين الراغبين في إنشاء تجارب مستخدم بديهية وجذابة.

يُعدّ تحسين شيفرة Swift مهمًا لضمان أن تعمل التطبيقات بكفاءة وسرعة. وفيما يلي بعض أفضل الممارسات لتحسين شيفرة Swift:

1. استخدام البنى بدلًا من الأصناف: كثيرًا ما تكون البنى أكثر كفاءة من الأصناف، إذ إنها أنواع قيم تتجنب عادة عدّ المراجع، وفي حالات كثيرة التخصيص في الكومة. وهذا قد يقلل الحمل الإضافي ويحسّن الأداء، خاصة في التطبيقات التي تُنشئ مثيلات كثيرة.

2. تجنب الفك القسري: يتسبب الفك القسري للقيم الاختيارية في عطل وقت التشغيل إذا كانت القيمة nil. أما الفك الآمن باستخدام if let أو guard let فيجعل الشيفرة أكثر متانة وتحملًا للأخطاء.

3. استخدام الخصائص الكسولة: لا تُهيّأ الخصائص الكسولة إلا عند استخدامها لأول مرة. وقد يكون ذلك مفيدًا لتجنب التهيئة غير الضرورية لكائنات قد لا تُستخدم أبدًا، ما يوفر الوقت والذاكرة معًا.

4. تفضيل المجموعات الأصلية في Swift: المجموعات الأصلية في Swift، مثل Array و Set و Dictionary، محسّنة للأداء. واستخدامها بدلًا من المجموعات المبنية على Objective-C يتجنب الحمل الإضافي للتجسير ويستفيد من تحسينات Swift.

5. تقليل استخدام الحالة العامة: قد تؤدي الحالة العامة إلى سلوك غير متوقع وتجعل تصحيح الأخطاء صعبًا. وإبقاء البيانات محلية واستخدام حقن التبعيات يحسّنان قابلية الشيفرة للاختبار والصيانة.

6. تحليل أداء الشيفرة وقياسها: يمكن استخدام أداة Instruments في Xcode لتحليل أداء التطبيق وتحديد الاختناقات. ويساعد القياس المعياري على إظهار المواضع التي يلزم فيها التحسين أكثر، بدلًا من التحسين بناءً على الافتراضات.

وباتباع أفضل الممارسات هذه، يمكن تحسين شيفرة Swift من حيث الأداء وقابلية الصيانة معًا، ما ينتج عنه تجربة مستخدم أفضل وتطبيقات أكثر كفاءة.

قد يكون دمج Swift في مشاريع Objective-C الموجودة طريقة فعالة للاستفادة من الميزات اللغوية الحديثة في Swift مع الاحتفاظ بقاعدة شيفرة Objective-C الموجودة. إذ تستطيع Swift و Objective-C العمل معًا في المشروع نفسه، ما يتيح للمطورين الانتقال تدريجيًا أو إضافة ميزات جديدة بلغة Swift.

ولدمج Swift في مشروع Objective-C، يُضاف أولًا ملف Swift إلى المشروع. فعند إضافة أول ملف Swift إلى هدف تطبيق Objective-C، تعرض Xcode إنشاء «ترويسة الربط». ويُعدّ ملف الترويسة هذا أساسيًا، إذ يجعل أصناف Objective-C وبروتوكولاتها والتصريحات الأخرى متاحة لشيفرة Swift.

وبعد تهيئة ترويسة الربط، يمكن استخدام أصناف Objective-C في شيفرة Swift. ولدى Swift آلية مدمجة للتعامل مع أنواع Objective-C، ما يتيح استدعاء توابع Objective-C والوصول إلى خصائصها مباشرة من Swift. وفي الاتجاه الآخر، تستورد شيفرة Objective-C الترويسة التي تُنشئها Xcode تلقائيًا (ProductName-Swift.h) لاستخدام أصناف Swift المكشوفة باستخدام @objc.

وبالجمع بين Swift و Objective-C، يمكن الاستفادة من نقاط قوة اللغتين. إذ تقدم Swift ميزات لغوية حديثة مثل استنتاج الأنواع والقيم الاختيارية، بينما توفر Objective-C الوصول إلى منظومة كبيرة من المكتبات وأطر العمل الموجودة. ويتيح هذا الدمج تحديث التطبيق وتحسينه بتقنيات جديدة مع الحفاظ على استقرار قاعدة الشيفرة الموجودة ووظائفها.