ما لا يخبرك به كبار المطورين: كيف تبني لغة البرمجة الخاصة بك باستخدام بايثون؟
لقد أنهيت دورة بايثون، وربما عدة دورات متقدمة. أنت تبني تطبيقات، وتتعامل مع واجهات برمجة التطبيقات، وتشعر بالثقة. لكن هناك سقف زجاجي غير مرئي، فجوة بينك وبين كبار المطورين الذين يبدو أنهم يمتلكون فهمًا سحريًا للغة. ما هو سرهم؟
السر ليس في تعلم مكتبة جديدة أو إطار عمل آخر. السر أعمق من ذلك بكثير. إنه يكمن في الانتقال من مستخدم للغة إلى صانع لها. السر هو فهم المحرك الذي يقبع تحت غطاء السيارة، وليس فقط كيفية قيادتها.
رأيي الشخصي: الحقيقة الصادمة هي أن معظم المطورين، حتى الجيدين منهم، يقضون حياتهم المهنية بأكملها دون أن يفهموا حقًا كيف تعمل الأداة التي يستخدمونها يوميًا. إنهم عالقون في مستوى السطح.
الكذبة الكبرى: “هذا الأمر للعباقرة فقط”
لقد قيل لنا إن بناء المترجمات (Compilers) والمفسرات (Interpreters) هو مجال محجوز لأكاديميين عباقرة يعملون في مختبرات الأبحاث، ويتطلب معرفة عميقة بلغة C أو لغة التجميع (Assembly). هذه أكبر كذبة في عالم البرمجة.
الحقيقة هي أن المفاهيم الأساسية لبناء لغة برمجة بسيطة هي في متناول أي مطور لديه الفضول والرغبة في التعمق. والأفضل من ذلك، أن بايثون، بفضل بساطتها ومكتباتها القوية مثل ast، هي أداة مثالية لنمذجة هذه الأفكار المعقدة واستكشافها.
هذه الرحلة ليست مجرد تمرين فكري، إنها تغير طريقة تفكيرك في البرمجة إلى الأبد. في هذه القصة، سنكشف عن الكتب التي تمثل خارطة الطريق لاكتساب هذه القوة الخفية.
1. الكتاب المقدس للمبتدئين: Crafting Interpreters
هذا ليس مجرد كتاب، بل هو أفضل مرشد سياحي في عالم بناء اللغات البرمجية.
- العنوان الأصلي: “Crafting Interpreters”
- العنوان المترجم: “صياغة المفسرات”
- المؤلف: روبرت نيستروم (Robert Nystrom)
- الرابط: craftinginterpreters.com (متاح بالكامل مجانًا)
لماذا هذا الكتاب هو كنز؟
يقدم الكتاب رحلتين متوازيتين لبناء لغة برمجة كاملة اسمها “Lox”:
- الأولى (jlox): بناء مفسّر “Tree-walking” باستخدام جافا. هذا النهج أبطأ ولكنه أسهل للفهم، وهو مثالي للمبتدئين في هذا المجال. يمكنك تطبيق نفس المفاهيم بسهولة تامة في بايثون.
- الثانية (clox): بناء آلة افتراضية (VM) ومترجم “Bytecode” باستخدام لغة C. هذا هو النهج الذي تستخدمه بايثون وRuby والعديد من اللغات الحديثة. إنه أسرع وأكثر تعقيدًا، ويمثل المستوى التالي من الفهم.
السر الذي يكشفه لك:
يكشف هذا الكتاب أن “السحر” وراء لغات البرمجة هو في الواقع سلسلة من المشاكل الهندسية القابلة للحل. ستتعلم عن:
- المسح (Scanning/Lexing): تحويل الكود المصدري إلى سلسلة من “التوكنز”.
- التحليل (Parsing): بناء شجرة بنية مجردة (AST) من التوكنز.
- التقييم (Evaluation): السير على الشجرة لتنفيذ الكود.
رأيي الشخصي: هذا هو الكتاب الذي أتمنى لو كان موجودًا عندما بدأت البرمجة. نيستروم لديه موهبة نادرة في شرح المفاهيم المعقدة ببساطة ووضوح مذهلين. البدء بهذا الكتاب ليس خيارًا، بل هو ضرورة.
2. البساطة النقية: Writing An Interpreter In Go
لا تدع “Go” في العنوان تخدعك. هذا الكتاب يدور حول المبادئ الأساسية، ويمكن تطبيقها في أي لغة، وبايثون هي خيار ممتاز.
- العنوان الأصلي: “Writing An Interpreter In Go”
- العنوان المترجم: “كتابة مفسّر باستخدام Go”
- المؤلف: ثورستن بول (Thorsten Ball)
- الرابط: interpreterbook.com
لماذا هذا الكتاب مهم؟
بينما “Crafting Interpreters” شامل، قد يكون ضخمًا للبعض. كتاب ثورستن بول هو النقيض: قصير، مباشر، ومركز. يأخذك خطوة بخطوة لبناء مفسّر للغة شبيهة بـ JavaScript/Ruby، مع التركيز الشديد على الاختبارات (TDD).
السر الذي يكشفه لك:
السر هنا هو البساطة والتكرار. الكتاب يريك كيف أن بناء مفسّر ليس مشروعًا ضخمًا مرعبًا، بل سلسلة من الخطوات الصغيرة والمنطقية. ستتعلم كيف تبدأ بأبسط شيء ممكن (مثل تقييم الأعداد الصحيحة)، ثم تضيف تدريجيًا العمليات الحسابية، ثم المتغيرات، ثم الدوال، وهكذا. هذا النهج يزيل الخوف ويجعل العملية ممتعة.
رأيي الشخصي: إذا كان ‘Crafting Interpreters’ هو الجامعة، فهذا الكتاب هو المعسكر التدريبي المكثف. إنه يعلمك الأساسيات بسرعة وكفاءة، ويتركك مع شعور بالإنجاز الفوري. تطبيق مفاهيمه في بايثون هو تمرين ممتع للغاية.
3. الأسطورة: The Dragon Book
هذا هو الكتاب الذي يرتجف منه طلاب علوم الحاسوب، ولكنه يظل المرجع النهائي والأكثر شمولاً في بناء المترجمات.
- العنوان الأصلي: “Compilers: Principles, Techniques, and Tools”
- العنوان المترجم: “المترجمات: مبادئ وتقنيات وأدوات”
- المؤلفون: أهو، لام، سيثي، أولمان (Aho, Lam, Sethi, Ullman)
لماذا تقرأه؟
هذا ليس كتابًا تبدأ به، بل هو الكتاب الذي تعود إليه عندما تريد فهمًا نظريًا عميقًا. بينما تركز الكتب الأخرى على التطبيق العملي، يغوص “كتاب التنين” في الرياضيات والأسس النظرية وراء كل خطوة.
السر الذي يكشفه لك:
يكشف هذا الكتاب أن كل المشاكل التي تواجهها في بناء المترجمات قد تم حلها وتحليلها أكاديميًا لعقود. إنه يعطيك “لغة” للتحدث عن هذه المشاكل (مثل LALR parsers, static single-assignment form) ويعرض لك الحلول المثلى للمشاكل الصعبة مثل تحسين الكود (Optimization).
رأيي الشخصي: لا تحاول قراءة هذا الكتاب من الغلاف إلى الغلاف. استخدمه كمرجع. عندما تتعثر في مفهوم معين في ‘Crafting Interpreters’، ابحث عنه في ‘كتاب التنين’ لتحصل على شرح أكاديمي صارم. امتلاك هذا الكتاب على رفّك هو علامة على الجدية.
4. الصندوق السري في بايثون: وحدة ast
هذا ليس كتابًا، ولكنه أقوى أداة يمتلكها مطور بايثون في هذا المجال، والعديد لا يعرفون بوجودها.
- المصدر: توثيق بايثون الرسمي (Python Documentation)
- الرابط: docs.python.org/3/library/ast.html
ما هي وحدة ast؟
ast (Abstract Syntax Tree) هي وحدة مدمجة في بايثون يمكنها أن تأخذ أي كود بايثون صالح وتحوله إلى هيكل بيانات شجري يمثل هذا الكود. يمكنك بعد ذلك فحص هذه الشجرة، تعديلها، أو حتى توليد كود جديد منها.
السر الذي تكشفه لك:
السر هو أن بايثون تقوم بمعظم العمل الشاق (المسح والتحليل) من أجلك! بدلاً من بناء محلل (parser) من الصفر، يمكنك استخدام ast.parse() للحصول على تمثيل منظم لأي كود بايثون. هذا يفتح الباب أمام:
- تحليل الكود الثابت (Static Analysis): بناء أدوات Linter خاصة بك للبحث عن أنماط معينة في الكود.
- إعادة كتابة الكود (Code Refactoring): كتابة سكربتات تقوم بتحديث آلاف الملفات تلقائيًا.
- البرمجة الوصفية (Metaprogramming): إنشاء “ماكرو” أو محولات كود، وهو ما تستخدمه مكتبات مثل
pytest.
رأيي الشخصي: تعلم
astهو الغش المشروع. إنه يمنحك قوة خارقة للتلاعب ببايثون نفسها. كبار المطورين في شركات مثل Google وFacebook يستخدمون هذه التقنيات لبناء أدوات داخلية تحافظ على جودة قواعد الكود الضخمة.
5. البداية السريعة والممتعة: Build Your Own Lisp
أحيانًا أفضل طريقة لتعلم مفهوم كبير هي من خلال مشروع صغير ومكثف. هذا الكتاب الإلكتروني المجاني هو بالضبط ذلك.
- العنوان الأصلي: “Build Your Own Lisp”
- العنوان المترجم: “ابنِ لغة Lisp الخاصة بك”
- المؤلف: دانيال هولدن (Daniel Holden)
- الرابط: buildyourownlisp.com (متاح بالكامل مجانًا)
لماذا هذا الكتاب جوهرة؟
لغة Lisp، ببنيتها البسيطة والمتجانسة (الكود هو بيانات والبيانات هي كود)، هي اللغة المثالية للتعلم عليها. هذا الكتاب القصير يأخذك في رحلة لبناء مفسّر Lisp صغير في حوالي 1000 سطر من كود C. مرة أخرى، المفاهيم قابلة للتحويل بسهولة إلى بايثون.
السر الذي يكشفه لك:
السر هو قوة البساطة الجذرية. Lisp تجبرك على التفكير في جوهر الحوسبة: الدوال، البيانات، والتقييم. بناء مفسّر Lisp يعلمك عن بيئات التنفيذ (Environments)، والنطاقات (Scopes)، والدوال من الدرجة الأولى (First-class functions) بطريقة مباشرة لا مثيل لها.
رأيي الشخصي: إكمال هذا الكتاب في عطلة نهاية أسبوع واحدة هو أحد أكثر التمارين الفكرية إرضاءً التي يمكن لمطور القيام بها. ستخرج منه بفهم أعمق ليس فقط لكيفية عمل المفسرات، ولكن أيضًا لأساسيات البرمجة الوظيفية.
الخلاصة: القوة بين يديك
الفجوة بينك وبين كبار المطورين ليست فجوة معرفية بقدر ما هي فجوة في العمق. إنهم لا يعرفون فقط كيف يستخدمون بايثون، بل يفهمون لماذا تعمل بالطريقة التي تعمل بها.
الرحلة لبناء مفسّر أو مترجم هي أصعب طريق يمكن أن تسلكه، ولكنها الأكثر مكافأة. إنها تحولك من مجرد كاتب كود إلى مهندس برمجيات حقيقي، قادر على بناء الأدوات التي يستخدمها الآخرون.
الآن، لم يعد السر سرًا. خارطة الطريق أمامك. اختر كتابًا، وابدأ الرحلة. القوة التي كنت تبحث عنها كانت دائمًا في انتظارك، تحت السطح مباشرة.