آموزش زبان دارت (Dart) و مفاهیم برنامه‌نویسی در Flutter

آموزش Flutter یکی از محبوب‌ترین مسیرها برای توسعه اپلیکیشن‌های موبایل است که در قلب آن زبان دارت (Dart) و مفاهیم برنامه‌نویسی در Flutter قرار دارند. در این مقاله، به بررسی جامع زبان دارت (Dart) و مفاهیم برنامه‌نویسی در Flutter پرداخته‌ایم تا شما را از سطح مبتدی تا پیشرفته راهنمایی کنیم.

زبان Dart چیست؟

معرفی کلی دارت و تاریخچه‌ی مختصر

زبان دارت (Dart) یک زبان برنامه‌نویسی شیءگرا و با نوع‌پایدار است که توسط گوگل توسعه یافته است. اولین نسخه‌ی دارت در سال ۲۰۱۱ معرفی شد با هدف ایجاد یک زبان سریع، کارآمد و مناسب برای توسعه اپلیکیشن‌های وب و موبایل. دارت (Dart) با ترکیب ویژگی‌های مدرن مانند سینتکس ساده، مدیریت حافظه خودکار و قابلیت‌های پیشرفته، فرآیند توسعه را برای برنامه‌نویسان تسهیل می‌کند. به مرور زمان، دارت (Dart) به دلیل انعطاف‌پذیری و کارایی بالا، به یکی از زبان‌های محبوب برای توسعه‌ی اپلیکیشن‌های کراس‌پلتفرم تبدیل شد. با معرفی Flutter، چارچوب توسعه‌ی رابط کاربری گوگل، دارت (Dart) به عنوان زبان اصلی این پلتفرم انتخاب شد و نقش مهمی در ارتقاء سرعت و کیفیت توسعه‌ی اپلیکیشن‌ها ایفا می‌کند.

چرایی استفاده از Dart در Flutter

استفاده از زبان دارت (Dart) در Flutter به دلایل متعددی انتخاب شده است که از ویژگی‌های منحصر به فرد آن ناشی می‌شود. اولین و مهم‌ترین دلیل، عملکرد بالای دارت (Dart) است که امکان اجرای سریع و بهینه کدها را فراهم می‌کند. این ویژگی به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا اپلیکیشن‌هایی با رابط کاربری روان و بدون تاخیر ایجاد کنند. علاوه بر این، دارت (Dart) با پشتیبانی از برنامه‌نویسی ناهم‌زمان (asynchronous programming) و امکاناتی مانند Futures و async/await، مدیریت عملیات پیچیده و تعامل با منابع خارجی را ساده‌تر می‌کند.

یکی دیگر از دلایل انتخاب دارت (Dart) برای Flutter، قابلیت Hot Reload است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تغییرات کد را به صورت آنی در اپلیکیشن مشاهده کنند بدون نیاز به راه‌اندازی مجدد کامل آن. این ویژگی باعث افزایش بهره‌وری و کاهش زمان توسعه می‌شود. همچنین، سینتکس ساده و یادگیری آسان دارت (Dart) به جذب برنامه‌نویسان جدید کمک کرده است، به ویژه کسانی که به دنبال یادگیری یک زبان جدید برای توسعه اپلیکیشن‌های موبایل هستند. تمامی این عوامل باعث شده‌اند که زبان دارت (Dart) و مفاهیم برنامه‌نویسی در Flutter به یک انتخاب ایده‌آل برای توسعه‌دهندگان مدرن تبدیل شوند.

مبانی زبان Dart

متغیرها و انواع داده

در زبان دارت (Dart)، متغیرها برای ذخیره و مدیریت داده‌ها استفاده می‌شوند. تعریف متغیرها به کمک کلمه کلیدی var یا نوع داده‌ی مشخص (مانند int، double، String، bool) انجام می‌شود. دارت (Dart) از نوع‌پایدار (strongly-typed) پشتیبانی می‌کند، اما با استفاده از var یا dynamic می‌توان متغیرها را بدون مشخص کردن نوع خاص تعریف کرد.

انواع داده اصلی در Dart:

int: برای ذخیره مقادیر عددی صحیح.
double: برای ذخیره اعداد اعشاری.
String: برای ذخیره رشته‌های متنی.
bool: برای ذخیره مقادیر منطقی (true/false).

مثال‌های عملی:

int age = 25; // عدد صحیح
double height = 5.9; // عدد اعشاری
String name = "Ali"; // رشته
bool isStudent = true; // مقدار منطقی

نکات تکمیلی:

از final یا const برای تعریف مقادیر ثابت و تغییرناپذیر استفاده کنید:

final String city = "Tehran";
const double pi = 3.14;

تفاوت final و const: final در زمان اجرا مقداردهی می‌شود، اما const در زمان کامپایل ثابت است.

عملگرها و دستورات کنترلی

دارت (Dart) از انواع مختلف عملگرها برای انجام محاسبات، مقایسه و اجرای عملیات منطقی استفاده می‌کند. این عملگرها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

عملگرهای ریاضی: +, -, *, /, %
عملگرهای مقایسه‌ای: ==, !=, <, >, <=, >=
عملگرهای منطقی: &&, ||, !
مثال:

int a = 10;
int b = 20;
print(a + b); // 30
print(a > b); // false
print(a != b); // true

دستورات کنترلی

برای کنترل جریان اجرای برنامه از دستورات شرطی و حلقه‌ها استفاده می‌شود.

شرط‌ها: if و else برای بررسی شرایط مختلف.
حلقه‌ها: for, while, و do-while برای اجرای کدها به صورت تکراری.
سوئیچ: switch برای بررسی چندین حالت ممکن یک مقدار.

مثال‌های عملی:

شرط‌ها:

if (age > 18) {
  print("بزرگسال");
} else {
  print("نوجوان");
}

حلقه‌ی for:

for (int i = 0; i < 5; i++) {
  print("تکرار شماره $i");
}

حلقه‌ی while:

int count = 0;
while (count < 3) {
  print("Count: $count");
  count++;
}

دستور switch:

String fruit = "Apple";
switch (fruit) {
  case "Apple":
    print("سیب");
    break;
  case "Banana":
    print("موز");
    break;
  default:
    print("میوه ناشناخته");
}

نکات تکمیلی:

استفاده از حلقه‌ها و شرط‌ها برای بهینه‌سازی و کاهش تکرار کد مفید است.
در ساختار switch استفاده از break ضروری است تا از اجرای حالت‌های دیگر جلوگیری شود.
با تسلط بر این مفاهیم اساسی، می‌توانید اولین گام‌های خود را در برنامه‌نویسی با زبان دارت (Dart) بردارید.

توابع و پارامترها، محدوده‌ی متغیرها

توابع و پارامترها

توابع در دارت (Dart) برای سازماندهی کد و انجام وظایف خاص استفاده می‌شوند. تعریف توابع می‌تواند شامل دریافت پارامترها (ورودی‌ها) و بازگرداندن مقدار باشد. توابع به کاهش تکرار کد و بهبود خوانایی برنامه کمک می‌کنند.

تعریف ساده تابع: توابع می‌توانند پارامتر داشته باشند یا نداشته باشند و می‌توانند مقداری بازگردانند یا فقط کاری را انجام دهند (نوع بازگشتی void).

مثال:

int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

void greet(String name) {
  print("سلام، $name!");
}

void main() {
  print(sum(10, 20)); // خروجی: 30
  greet("علی"); // خروجی: سلام، علی!
}

پارامترهای اختیاری: دارت از پارامترهای اختیاری (named یا positional) پشتیبانی می‌کند:

پارامترهای اختیاری نام‌گذاری‌شده:

void greet({String? name}) {
  print("سلام، ${name ?? 'مهمان'}!");
}

void main() {
  greet(name: "سارا"); // سلام، سارا!
  greet(); // سلام، مهمان!
}

پارامترهای اختیاری موقعیتی:

void greet([String name = 'مهمان']) {
  print("سلام، $name!");
}

void main() {
  greet("محمد"); // سلام، محمد!
  greet(); // سلام، مهمان!
}

محدوده‌ی متغیرها

محدوده‌ی متغیرها تعیین می‌کند که متغیرها در کدام بخش از کد قابل دسترسی هستند. در دارت (Dart)، این محدوده معمولاً به صورت بلوکی تعریف می‌شود:

محدوده‌ی بلوک (Block Scope): متغیرها تنها در همان بلوکی که تعریف شده‌اند در دسترس هستند.

مثال:

void main() {
  if (true) {
    int age = 25;
    print(age); // دسترسی به age مجاز است
  }
  // print(age); // خطا: age در اینجا تعریف نشده است
}

متغیرهای سراسری و محلی:

متغیرهایی که خارج از یک تابع تعریف شوند، سراسری هستند و در کل فایل برنامه قابل دسترسی‌اند.
متغیرهایی که داخل یک تابع یا بلوک تعریف شوند، محلی‌اند و فقط در همان محدوده قابل استفاده‌اند.
مثال:

int globalVar = 100; // متغیر سراسری

void main() {
  int localVar = 50; // متغیر محلی
  print(globalVar); // 100
  print(localVar); // 50
}

کلاس‌ها و شیءگرایی در دارت

مفاهیم اولیه کلاس‌ها

دارت (Dart) یک زبان شیءگرا است، یعنی کد حول محور کلاس‌ها و اشیاء سازماندهی می‌شود. کلاس‌ها به عنوان الگوی اولیه برای ایجاد اشیاء تعریف می‌شوند.

تعریف یک کلاس: یک کلاس شامل ویژگی‌ها (properties) و متدها (methods) است.

مثال:

class Person {
  String name;
  int age;

  Person(this.name, this.age);

  void introduce() {
    print("من $name هستم و $age سال دارم.");
  }
}

void main() {
  Person person = Person("علی", 30);
  person.introduce(); // من علی هستم و 30 سال دارم.
}

سازنده‌ها (Constructors): سازنده‌ها برای مقداردهی اولیه به اشیاء هنگام ایجاد آن‌ها استفاده می‌شوند. دارت از سازنده‌ی پیش‌فرض و نام‌گذاری‌شده پشتیبانی می‌کند.

سازنده‌ی پیش‌فرض:

class Car {
  String brand;
  int year;

  Car(this.brand, this.year);
}

سازنده‌ی نام‌گذاری‌شده:

class Car {
  String brand;
  int year;

  Car.named({required this.brand, required this.year});
}

void main() {
  Car car = Car.named(brand: "Toyota", year: 2021);
}

مفاهیم پیشرفته در کلاس‌ها

ارث‌بری (Inheritance): یک کلاس می‌تواند ویژگی‌ها و متدهای کلاس دیگری را به ارث ببرد.

مثال:

class Animal {
  void eat() {
    print("در حال غذا خوردن");
  }
}

class Dog extends Animal {
  void bark() {
    print("هاپ هاپ");
  }
}

void main() {
  Dog dog = Dog();
  dog.eat(); // در حال غذا خوردن
  dog.bark(); // هاپ هاپ
}

کلاس‌های انتزاعی (Abstract): کلاس‌های انتزاعی برای تعریف ساختار کلی و اجبار کلاس‌های فرزند به پیاده‌سازی متدهای خاص استفاده می‌شوند.

مثال:

abstract class Shape {
  void draw();
}

class Circle extends Shape {
  @override
  void draw() {
    print("کشیدن دایره");
  }
}

void main() {
  Circle circle = Circle();
  circle.draw(); // کشیدن دایره
}

رابط‌ها (Interfaces): هر کلاس در دارت می‌تواند به عنوان رابط عمل کند و دیگر کلاس‌ها می‌توانند از آن پیروی کنند.

مثال:

class Flyable {
  void fly() {
    print("پرواز کردن");
  }
}

class Bird implements Flyable {
  @override
  void fly() {
    print("پرنده پرواز می‌کند");
  }
}

void main() {
  Bird bird = Bird();
  bird.fly(); // پرنده پرواز می‌کند
}

این مفاهیم اصلی شما را در شروع کار با شیءگرایی و مدیریت بهتر کد در زبان دارت (Dart) یاری می‌کنند.

لیست‌ها، مپ‌ها (Map)، مجموعه‌ها (Set) و ساختارهای داده در دارت

دارت (Dart) از انواع مختلف ساختارهای داده‌ای پشتیبانی می‌کند که مدیریت و سازماندهی داده‌ها را ساده‌تر می‌سازند. این ساختارها شامل لیست‌ها، مپ‌ها (Map)، و مجموعه‌ها (Set) هستند. هر کدام از این ساختارها کاربرد خاصی در برنامه‌نویسی دارند.

1. لیست‌ها (Lists)

لیست‌ها در دارت برای ذخیره مجموعه‌ای از مقادیر استفاده می‌شوند. لیست‌ها مشابه آرایه‌ها در زبان‌های دیگر هستند و می‌توانند شامل مقادیر تکراری باشند. لیست‌ها دو نوع هستند:

لیست‌های ثابت (Fixed-length): اندازه مشخص و غیرقابل تغییر دارند.
لیست‌های پویا (Growable): اندازه آن‌ها قابل تغییر است.

مثال:

// لیست ثابت
List<int> numbers = [1, 2, 3];

// لیست پویا
List<String> fruits = ["Apple", "Banana", "Cherry"];

// دسترسی به عناصر لیست
print(fruits[0]); // Apple

// افزودن عنصر به لیست پویا
fruits.add("Orange");
print(fruits); // [Apple, Banana, Cherry, Orange]

برخی متدهای مفید لیست‌ها:

add: افزودن یک عنصر.
remove: حذف یک عنصر.
contains: بررسی وجود یک عنصر.
length: طول لیست.

2. مپ‌ها (Maps)

مپ‌ها در دارت برای ذخیره داده‌ها به صورت کلید-مقدار (key-value) استفاده می‌شوند. هر کلید یکتا است و می‌توان از آن برای دسترسی به مقدار مربوطه استفاده کرد.

مثال:

Map<String, int> scores = {"Ali": 90, "Sara": 85};

// دسترسی به مقادیر
print(scores["Ali"]); // 90

// افزودن یک جفت کلید-مقدار
scores["Reza"] = 95;
print(scores); // {Ali: 90, Sara: 85, Reza: 95}

// حذف یک کلید-مقدار
scores.remove("Sara");
print(scores); // {Ali: 90, Reza: 95}

برخی متدهای مفید مپ‌ها:

keys: کلیدهای مپ را برمی‌گرداند.
values: مقادیر مپ را برمی‌گرداند.
containsKey: بررسی وجود کلید.
remove: حذف کلید و مقدار مربوط به آن.

3. مجموعه‌ها (Sets)

مجموعه‌ها (Set) در دارت برای ذخیره مجموعه‌ای از مقادیر یکتا استفاده می‌شوند. بر خلاف لیست‌ها، مجموعه‌ها مقادیر تکراری را حذف می‌کنند.

مثال:

Set<int> uniqueNumbers = {1, 2, 3, 4, 5};

// افزودن مقدار جدید
uniqueNumbers.add(6);
print(uniqueNumbers); // {1, 2, 3, 4, 5, 6}

// افزودن مقدار تکراری (تأثیری ندارد)
uniqueNumbers.add(3);
print(uniqueNumbers); // {1, 2, 3, 4, 5, 6}

برخی متدهای مفید مجموعه‌ها:

add: افزودن عنصر.
remove: حذف عنصر.
contains: بررسی وجود عنصر.
union: ترکیب دو مجموعه.
intersection: اشتراک دو مجموعه.

نکات کاربردی

انتخاب درست ساختار داده: برای داده‌های مرتب، از لیست استفاده کنید. برای داده‌های یکتا، مجموعه مناسب است. اگر داده‌ها نیاز به جفت کلید-مقدار دارند، مپ انتخاب خوبی است.
ترکیب ساختارهای داده: می‌توانید این ساختارها را برای ساختارهای پیچیده‌تر ترکیب کنید. برای مثال:

Map<String, List<int>> studentScores = {
  "Ali": [90, 85, 92],
  "Sara": [88, 95, 80]
};

print(studentScores["Ali"]); // [90, 85, 92]

این ساختارهای داده‌ای ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت داده‌ها در دارت (Dart) هستند و یادگیری آن‌ها به شما کمک می‌کند کدهای مؤثرتری بنویسید.

ویژگی‌های پیشرفته در دارت (Dart)

زبان دارت (Dart) با ارائه ویژگی‌های پیشرفته، امکان نوشتن کدهای کارآمد و ایمن را فراهم می‌کند. در این بخش به سه ویژگی مهم یعنی Null Safety، Futures و async/await، و استریم‌ها (Streams) می‌پردازیم.

1. Null Safety

یکی از ویژگی‌های کلیدی دارت، پشتیبانی از Null Safety است. این ویژگی برای جلوگیری از خطاهای ناشی از مقادیر null طراحی شده است و به برنامه‌نویسان کمک می‌کند متغیرها را با دقت بیشتری کنترل کنند. در دارت، متغیرها می‌توانند nullable (قابل نگهداری مقدار null) یا non-nullable (غیر قابل نگهداری مقدار null) باشند.

ویژگی‌های اصلی Null Safety:

علامت ?: متغیر را nullable می‌کند.
علامت !: به کامپایلر اعلام می‌کند که متغیر هرگز null نیست (البته استفاده نادرست ممکن است باعث خطا شود).
عملگر ??: مقدار پیش‌فرض در صورت null بودن.
مثال:

String? nullableString = null; // می‌تواند null باشد
String nonNullableString = "Hello"; // نمی‌تواند null باشد

// استفاده از مقدار پیش‌فرض
String greeting = nullableString ?? "سلام، مهمان!";
print(greeting); // سلام، مهمان!

// تضمین غیر-null بودن
nullableString = "سلام";
print(nullableString!.length); // 4

نکته: Null Safety در زمان کامپایل خطاهای مربوط به null را پیش از اجرای برنامه شناسایی می‌کند، که باعث ایمن‌تر شدن برنامه می‌شود.

2. Futures و async/await (برنامه‌نویسی ناهم‌زمان)

برنامه‌نویسی ناهم‌زمان برای اجرای وظایف طولانی بدون مسدود کردن رابط کاربری استفاده می‌شود. در دارت، Futures و کلمات کلیدی async و await این امکان را فراهم می‌کنند.

Future: نشان‌دهنده مقداری است که ممکن است در آینده (پس از تکمیل عملیات) موجود شود.
async: برای مشخص کردن توابع ناهم‌زمان.
await: برای منتظر ماندن تا تکمیل Future.

مزایا:

جلوگیری از مسدود شدن رابط کاربری.
مدیریت ساده‌تر عملیات پیچیده مانند خواندن داده از شبکه یا کار با فایل‌ها.

مثال:

Future<String> fetchData() async {
  // شبیه‌سازی تأخیر (مثلاً درخواست به سرور)
  await Future.delayed(Duration(seconds: 2));
  return "داده دریافت شد";
}

void main() async {
  print("شروع دریافت داده...");
  String data = await fetchData();
  print(data); // داده دریافت شد
}

نکات کاربردی:

از try-catch برای مدیریت خطاها در توابع async استفاده کنید:

try {
  String data = await fetchData();
  print(data);
} catch (e) {
  print("خطا: $e");
}

3. استریم‌ها (Streams) و کار با جریان داده

استریم‌ها (Streams) برای مدیریت جریان داده‌های پیوسته استفاده می‌شوند. استریم‌ها بسیار مناسب برای مواردی هستند که داده‌ها به صورت مداوم تولید می‌شوند، مانند:

برنامه‌های چت.
دریافت داده‌های زنده از سرور.
مدیریت کلیک‌های کاربر در رابط کاربری.

ویژگی‌های اصلی استریم‌ها:

Stream: برای داده‌های مداوم.
async و yield*: برای تولید داده در استریم.
await for: برای دریافت داده‌ها به صورت پیوسته.

مثال: تولید استریم:

Stream<int> counter() async* {
  for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    await Future.delayed(Duration(seconds: 1)); // تأخیر 1 ثانیه
    yield i; // ارسال مقدار
  }
}

void main() async {
  print("شروع شمارش...");
  await for (var value in counter()) {
    print(value); // 1, 2, 3, 4, 5
  }
}

استفاده از متدهای استریم:

listen: برای گوش دادن به مقادیر استریم.
map: برای تبدیل داده‌ها.
where: برای فیلتر کردن داده‌ها.
مثال:

Stream<int> numbers = Stream.fromIterable([1, 2, 3, 4, 5]);

numbers.where((number) => number % 2 == 0).listen((evenNumber) {
  print("عدد زوج: $evenNumber"); // 2, 4
});

نتیجه‌گیری

زبان دارت (Dart) و مفاهیم برنامه‌نویسی در Flutter پایه‌های اساسی توسعه اپلیکیشن‌های مدرن، سریع و کراس‌پلتفرم را تشکیل می‌دهند. با یادگیری این زبان، می‌توانید برنامه‌هایی با عملکرد بالا، رابط کاربری خیره‌کننده و کارآمد ایجاد کنید. از ویژگی‌های پایه‌ای مانند متغیرها و توابع گرفته تا امکانات پیشرفته‌ای چون Null Safety و برنامه‌نویسی ناهم‌زمان، دارت یک ابزار کامل برای توسعه‌دهندگان مبتدی و حرفه‌ای است. همچنین، توانایی مدیریت داده‌ها با استفاده از لیست‌ها، مپ‌ها و مجموعه‌ها، و کار با جریان‌های داده در استریم‌ها، شما را برای ساخت اپلیکیشن‌های بلادرنگ و پیچیده آماده می‌کند.

اگر به دنبال ایجاد اپلیکیشن‌هایی کارآمد و قدرتمند هستید، یادگیری زبان دارت (Dart) و مفاهیم برنامه‌نویسی در Flutter یکی از بهترین سرمایه‌گذاری‌های حرفه‌ای برای شما خواهد بود. این زبان، همراه با فریم‌ورک Flutter، شما را به دنیای بی‌پایان خلاقیت در توسعه اپلیکیشن‌های موبایل و وب هدایت می‌کند.