متى يجب استخدام المتغيرات Unsigned مقابل Signed: دليل للمبرمجين

في عالم البرمجة، يعتبر اختيار نوع البيانات الصحيح أمرًا له تأثير كبير على كيفية أداء كودك وسلوكه. إحدى هذه الخيارات هي بين القيم unsigned و signed. يناقش هذا المنشور السؤال الخاص بمتى يكون من المناسب استخدام المتغيرات غير الموقعة بدلاً من الموقعة، خاصة في السيناريوهات مثل الحلقات.

فهم المتغيرات الموقعة وغير الموقعة

قبل الغوص في التفاصيل، دعنا نوضح ما هي المتغيرات الموقعة وغير الموقعة:

• المتغيرات الموقعة: يمكن أن تمثل الأعداد الصحيحة الموجبة والسالبة. عادةً ما تكون هذه هي الخيار الافتراضي لأنواع الأعداد الصحيحة في معظم لغات البرمجة.
• المتغيرات غير الموقعة: يمكن أن تمثل فقط الأعداد الصحيحة غير السالبة (الصفر والأعداد الموجبة). نطاق القيم التي يمكن أن تحملها عادةً ما يكون مضاعفًا لنطاق المتغيرات الموقعة بسبب غياب الأعداد السالبة.

متى يجب استخدام المتغيرات غير الموقعة

يمكن أن يكون استخدام المتغيرات غير الموقعة مفيدًا في بعض السيناريوهات. إليك الأسباب الرئيسية التي يجب مراعاتها:

1. العمليات الثنائية:

   • إذا كان كودك يتضمن عمليات ثنائية (مثل الأقنعة)، فإن القيم غير الموقعة تميل إلى التصرف بشكل أكثر توقعًا. وذلك لأنه لن تواجه أي تمديد غير متوقع لإشارة الرقم، مما يمكن أن يعقد العمليات عند استخدام القيم الموقعة.

2. استغلال بت الإشارة:

   • توفر المتغيرات غير الموقعة ميزة نطاق إيجابي إضافي من خلال استغلال بت الإشارة. على سبيل المثال، يمكن أن يحمل unsigned int قيمًا من 0 إلى 4,294,967,295 (في بنية 32 بت)، بينما يمكن لـ signed int أن يحمل قيمًا من -2,147,483,648 إلى 2,147,483,647.

متى يجب تفضيل المتغيرات الموقعة

على الرغم من مزايا الأنواع غير الموقعة، يمكن أن تكون المتغيرات الموقعة خيارًا أكثر أمانًا في العديد من الحالات:

1. العمليات الحسابية:

   • إذا كنت تقوم بأداء عمليات حسابية، خاصة في الحلقات (مثل عند التكرار عبر مجموعة)، فإن استخدام الأعداد الصحيحة الموقعة يمنحك مزيدًا من المرونة. يمكن أن تؤدي الانخفاضات أو الارتفاعات غير المتوقعة إلى سلوكيات غير متوقعة إذا لم تتم إدارتها بعناية.

   مثال على استخدام متغير موقّع في حلقة:

   for (int i = 0; i < someThing.length(); i++) {
       SomeThing var = someThing.at(i);
       // تنفيذ العمليات مع var
   }
   

2. الحفاظ على التناسق:

   • يمكن أن يؤدي خلط الأنواع الموقعة وغير الموقعة في التعبيرات إلى أخطاء ونتائج غير متوقعة. يمكن أن يساعد الحفاظ على التناسق من خلال الالتزام بنوع واحد (يفضل أن يكون موقّعًا) في تجنب مثل هذه المشكلات.

توصياتي الشخصية

بينما قد يبدو استخدام المتغيرات غير الموقعة مثيرًا، خاصة لأولئك الذين يرغبون في زيادة النطاق، إلا أنني أميل شخصيًا نحو المتغيرات الموقعة. هذا التوجه يستند إلى الإيمان بأن التناسق أمر بالغ الأهمية - إذا كنت تخلط بين الأنواع الموقعة وغير الموقعة كثيرًا، فمن المحتمل أن تدخل أخطاء دقيقة إلى كودك.

الخاتمة

في النهاية، يعتمد الاختيار بين القيم الموقعة وغير الموقعة على سياق تطبيقك. إذا كنت تعرف أن المتغير سيكون دائمًا يحمل قيمًا غير سالبة فقط وتحتاج إلى معالجة على مستوى البت، فاختر unsigned. ومع ذلك، بالنسبة للبرمجة العامة، خاصة في العمليات الحسابية مثل الحلقات، يعتبر الالتزام بـ signed عادةً مقاربة سليمة.

عند البرمجة، تأكد من weighing pros and cons each type carefully. Happy coding!