List/Dict Comprehensions

في Python، هناك طريقة مختصرة وأنيقة لبناء القوائم والقواميس والمجموعات تُسمى Comprehension. بدلاً من كتابة حلقة for وثم append، تكتب كل شيء في سطر واحد داخل الهيكل نفسه.

هذا ليس مجرد اختصار للكتابة — هو طريقة مختلفة في التفكير: بدلاً من “كيف أبني هذه القائمة خطوة بخطوة”، تسأل “ما هي عناصر هذه القائمة؟”. الفرق في الأسلوب يجعل الكود أقرب لوصف القصد منه لوصف الخطوات.

من for-loop إلى List Comprehension

ابدأ بالمقارنة المباشرة لترى ما يحدث:

main.go

# الطريقة التقليدية — Traditional for-loop
squares_loop = []
for x in range(1, 6):
    squares_loop.append(x ** 2)
print("حلقة:", squares_loop)

# List Comprehension — نفس النتيجة في سطر واحد
squares_comp = [x ** 2 for x in range(1, 6)]
print("Comprehension:", squares_comp)

# مثال آخر — Another example
names = ["أحمد", "سارة", "علي", "مها"]
upper = [name.upper() for name in names]
print("بالأحرف الكبيرة:", upper)

# طول كل اسم — Length of each name
lengths = [len(name) for name in names]
print("الأطوال:", lengths)

Output:

الصيغة الأساسية

الصيغة هي:

[التعبير for المتغير in التسلسل]

يمكنك قراءتها من اليمين: “لكل عنصر في التسلسل، احسب التعبير وضعه في القائمة.”

main.go

# أمثلة متنوعة — Various examples
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# ضرب كل عنصر — Multiply each
doubled = [n * 2 for n in numbers]
print("ضعف:", doubled)

# تحويل لنص — Convert to string
as_strings = [str(n) for n in numbers]
print("نصوص:", as_strings)

# مكعبات — Cubes
cubes = [n ** 3 for n in numbers]
print("مكعبات:", cubes)

# من أي iterable — From any iterable
chars = [c for c in "Python"]
print("أحرف:", chars)

# أرقام زوجية في نطاق — Even numbers in range
evens = [n for n in range(20) if n % 2 == 0]
print("زوجية:", evens)

Output:

الفلترة بالشرط

أضف if بعد التسلسل للفلترة — فقط العناصر التي تحقق الشرط تُضاف:

main.go

numbers = [1, -3, 5, -2, 8, -7, 4, -1, 9]

# الأعداد الموجبة فقط — Positive numbers only
positives = [n for n in numbers if n > 0]
print("موجبة:", positives)

# الأعداد الزوجية — Even numbers
evens = [n for n in numbers if n % 2 == 0]
print("زوجية:", evens)

# درجات الناجحين — Passing grades
grades = [45, 78, 55, 90, 38, 82, 60]
passing = [g for g in grades if g >= 60]
print("ناجحون:", passing)

# تصفية النصوص — Filter strings
words = ["مرحبا", "", "عالم", "", "Python", "كود"]
non_empty = [w for w in words if w]
print("غير فارغة:", non_empty)

Output:

التعبير والفلترة معاً

يمكنك تحويل العنصر وفلترته في نفس الوقت:

main.go

grades = [("علي", 45), ("سارة", 90), ("مها", 78), ("خالد", 55), ("نور", 88)]

# أسماء الناجحين فقط — Names of passing students
passing_names = [name for name, score in grades if score >= 60]
print("الناجحون:", passing_names)

# درجات الناجحين مضافاً إليها مكافأة — Passing grades with bonus
bonused = [score + 5 for _, score in grades if score >= 60]
print("مع المكافأة:", bonused)

# أزواج (اسم، تقدير) للناجحين فقط — (name, grade) pairs for passing
report = [(name, "ممتاز" if score >= 85 else "جيد") 
          for name, score in grades if score >= 60]
print("التقرير:", report)

Output:

Dict Comprehensions

نفس الفكرة لكن ننتج قاموساً بدلاً من قائمة:

main.go

# من قائمة — From a list
words = ["python", "go", "rust"]
word_lengths = {word: len(word) for word in words}
print("الأطوال:", word_lengths)

# عكس القاموس — Invert a dict
original = {"a": 1, "b": 2, "c": 3}
inverted = {v: k for k, v in original.items()}
print("الأصل:", original)
print("المعكوس:", inverted)

# فلترة قاموس — Filter a dict
grades = {"علي": 45, "سارة": 90, "مها": 78, "خالد": 55}
passing = {name: score for name, score in grades.items() if score >= 60}
print("الناجحون:", passing)

# تحويل قيم — Transform values
scaled = {name: score / 100 for name, score in grades.items()}
print("المعدل:", scaled)

Output:

Set Comprehensions

نفس الصيغة بأقواس معقوصة — تنتج مجموعة بلا تكرار:

main.go

numbers = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 5]

# مجموعة من قائمة — Set from list
unique = {n for n in numbers}
print("فريدة:", unique)

# مربعات الأعداد الزوجية — Squares of even numbers
even_squares = {n ** 2 for n in range(1, 11) if n % 2 == 0}
print("مربعات الزوجية:", even_squares)

# الأحرف الفريدة في نص — Unique chars in a string
text = "programming"
unique_chars = {c for c in text}
print("أحرف فريدة:", unique_chars)
print("عدد الأحرف الفريدة:", len(unique_chars))

Output:

متى لا تستخدم Comprehension؟

Comprehensions جميلة عندما تكون بسيطة، لكنها تصبح عكسية عندما تتعقد:

main.go

# Comprehension مقبول — Acceptable comprehension
data = [1, 2, 3, 4, 5]
result = [x * 2 for x in data if x % 2 == 0]
print("مقبول:", result)

# Comprehension متداخل — Nested comprehension (قد يكون صعب القراءة)
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

# تسطيح مقبول — Flattening (OK for simple cases)
flat = [num for row in matrix for num in row]
print("مسطح:", flat)

# عندما تتعقد، استخدم for عادية — When complex, use regular for
def process(x):
    # عملية معقدة — Complex processing
    if x % 3 == 0:
        return x * 10
    elif x % 2 == 0:
        return x * 5
    return x

# هذا مقبول في comprehension — OK in comprehension (simple call)
processed = [process(x) for x in range(1, 10)]
print("معالج:", processed)

# لكن comprehension متداخل مع شروط كثيرة يصبح صعباً
# Use a regular loop instead for complex multi-level logic

Output:

القاعدة العملية: إذا احتجت أن تقرأ الـ Comprehension مرتين لتفهمها، استبدلها بحلقة for عادية. الوضوح أهم من الإيجاز.

Generator Expressions

أخت قريبة من List Comprehension — تنتج القيم واحدة بواحدة بدلاً من بناء القائمة كلها في الذاكرة:

main.go

# List comprehension — يبني القائمة كلها في الذاكرة
squares_list = [x ** 2 for x in range(10)]
print("قائمة:", squares_list)
print("نوع:", type(squares_list))

# Generator expression — ينتج قيمة عند الطلب
squares_gen = (x ** 2 for x in range(10))
print("نوع Generator:", type(squares_gen))

# استخدام مع sum و max — Use with sum, max
total = sum(x ** 2 for x in range(1, 6))
print("مجموع المربعات:", total)

maximum = max(len(word) for word in ["python", "go", "javascript"])
print("أطول كلمة:", maximum, "حرفاً")

Output:

استخدم Generator Expressions مع sum()، max()، min()، any()، all() — أكثر كفاءة من بناء قائمة مؤقتة ثم تمريرها.

تحدي — Challenge

# اكتب comprehensions لتحقيق المطلوب
# Write comprehensions to achieve the required output
numbers = list(range(1, 11))

# القائمة الأولى: الأعداد الزوجية فقط من numbers
# First list: even numbers only from numbers
evens = []  # استبدل بـ comprehension — Replace with comprehension

# القائمة الثانية: مربعات كل عنصر في evens
# Second list: squares of each element in evens
squares = []  # استبدل بـ comprehension — Replace with comprehension

# المجموع الكلي للمربعات
# Total sum of squares
total = 0  # استبدل بـ sum() وgenerator — Replace with sum() and generator

print("أعداد زوجية:", evens)
print("مربعاتها:", squares)
print("مجموع المربعات:", total)

خلاصة

Comprehensions أداة تعبيرية قوية في Python — تجعل بناء القوائم والقواميس والمجموعات من البيانات الموجودة أوضح وأكثر مباشرةً. الصيغة الأساسية [تعبير for متغير in تسلسل if شرط] تقرأ مثل جملة إنجليزية بسيطة. تعلّم متى تستخدمها ومتى تتركها للحلقة العادية — هذا هو الفارق بين كود Python أنيق وكود يصعب صيانته. في الدرس القادم ستطبّق كل ما تعلمته في بناء سجل درجات حقيقي.