قراءة وكتابة الملفات

قراءة وكتابة الملفات — File I/O

التعامل مع الملفات مهارة لا غنى عنها — سواء كنت تقرأ إعدادات من ملف، تعالج بيانات CSV، أو تخزن نتائج JSON. Python تجعل هذا سهلاً وآمناً بكلمة واحدة: with.

ملاحظة عن البيئة التفاعلية: المتصفح لا يملك نظام ملفات حقيقياً، لذا نستخدم io.StringIO لمحاكاة الملفات. StringIO يتصرف تماماً مثل ملف حقيقي — نفس الدوال، نفس الأوضاع، نفس السلوك. الأنماط التي ستتعلمها هنا تنتقل 1:1 إلى جهازك الحقيقي، والفرق الوحيد هو أنك ستستبدل StringIO(data) بـ open("filename.txt").

open() — الأساس

الدالة open() تفتح ملفاً وتُرجع كائن ملف (file object). أهم معاملاتها:

file = open("data.txt", "r", encoding="utf-8")
#             اسم الملف   الوضع    الترميز

أوضاع الفتح:

الوضع	المعنى	يُنشئ الملف؟
`"r"`	قراءة فقط (افتراضي)	لا — يفشل إذا لم يوجد
`"w"`	كتابة — يمسح المحتوى القديم	نعم
`"a"`	إلحاق — يُضيف للنهاية	نعم
`"r+"`	قراءة وكتابة	لا
`"rb"` / `"wb"`	binary — للصور والملفات الثنائية	—

القاعدة الذهبية: دائماً أغلق الملف بعد الانتهاء. الطريقة الصحيحة هي with:

# طريقة خاطئة — Wrong way (may leak file handle)
file = open("data.txt")
content = file.read()
file.close()  # قد لا تُنفَّذ إذا حدث خطأ

# الطريقة الصحيحة — Correct way
with open("data.txt", encoding="utf-8") as file:
    content = file.read()
# الملف مُغلق تلقائياً هنا حتى لو حدث خطأ

with هو مدير السياق (context manager) — يضمن تنفيذ الإغلاق دائماً، حتى عند الاستثناءات.

قراءة الملفات

ثلاث طرق لقراءة ملف:

with open("file.txt") as f:
    content = f.read()        # كل المحتوى كنص واحد
    lines = f.readlines()     # قائمة بالأسطر (تحتفظ بـ \n)
    line = f.readline()       # سطر واحد فقط

في المتصفح نستخدم StringIO بدلاً من مسار الملف:

main.go

from io import StringIO

# محاكاة ملف نصي — Simulating a text file
data = """بسم الله الرحمن الرحيم
Python لغة رائعة
تعلّم البرمجة مع AzLearn
الدرس الرابع: التطبيق العملي"""

# StringIO يتصرف مثل ملف — StringIO behaves like a file
with StringIO(data) as f:
    # read() يقرأ كل المحتوى — read() reads all content
    content = f.read()

print("=== المحتوى الكامل ===")
print(content)
print()

# readlines() يُرجع قائمة — readlines() returns a list
with StringIO(data) as f:
    lines = f.readlines()

print(f"=== عدد الأسطر: {len(lines)} ===")
for i, line in enumerate(lines, start=1):
    # strip() يزيل \n من نهاية السطر — strip() removes trailing \n
    print(f"  سطر {i}: {line.strip()}")

Output:

للقراءة سطراً بسطر بكفاءة — مفيد مع الملفات الكبيرة:

main.go

from io import StringIO

# ملف يحتوي بيانات المدن السعودية — File with Saudi city data
data = """الرياض,7500000,منطقة الرياض
جدة,4600000,منطقة مكة المكرمة
الدمام,1200000,المنطقة الشرقية
المدينة المنورة,1500000,منطقة المدينة
مكة المكرمة,2000000,منطقة مكة المكرمة"""

print("المدن السعودية:")
print("-" * 40)

total = 0
with StringIO(data) as f:
    # الملف قابل للتكرار مباشرةً — File is directly iterable
    for line in f:
        parts = line.strip().split(",")  # تقسيم بالفاصلة — Split by comma
        if len(parts) == 3:
            city, pop, region = parts
            pop_int = int(pop)
            total += pop_int
            # f-string لتنسيق الإخراج — f-string for formatted output
            print(f"  {city} ({region}): {pop_int:,} نسمة")

print("-" * 40)
print(f"  إجمالي السكان: {total:,} نسمة")

Output:

كتابة الملفات

في جهازك الحقيقي تكتب هكذا:

# كتابة — Write (يمسح المحتوى القديم)
with open("output.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("السطر الأول\n")
    f.write("السطر الثاني\n")

# إلحاق — Append (يُضيف للنهاية)
with open("output.txt", "a", encoding="utf-8") as f:
    f.write("سطر مُلحق\n")

لمحاكاة الكتابة في المتصفح، نستخدم StringIO كـ buffer:

main.go

from io import StringIO

# StringIO كـ buffer للكتابة — StringIO as write buffer
output = StringIO()

# كتابة بيانات — Write data
output.write("تقرير الطلاب\n")
output.write("=" * 20 + "\n")

students = [
    ("أحمد", 95),
    ("سارة", 92),
    ("عمر", 85),
    ("فاطمة", 98),
]

for name, score in students:
    # تحديد التقدير — Determine grade
    grade = "ممتاز" if score >= 90 else "جيد جداً" if score >= 80 else "جيد"
    output.write(f"{name}: {score} — {grade}\n")

output.write("=" * 20 + "\n")
avg = sum(s for _, s in students) / len(students)
output.write(f"المتوسط: {avg:.1f}\n")

# getvalue() يُرجع ما كُتب — getvalue() returns what was written
result = output.getvalue()
print(result)

# في الجهاز الحقيقي:
# with open("report.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
#     f.write(result)

Output:

csv — ملفات البيانات المنظّمة

CSV (Comma-Separated Values) هو أشهر صيغة لتبادل البيانات. Python لها مكتبة csv مدمجة تتعامل مع الحالات الصعبة (القيم التي تحتوي فواصل، علامات الاقتباس، الخطوط الجديدة).

csv.reader للقراءة البسيطة:

import csv

with open("students.csv", encoding="utf-8") as f:
    reader = csv.reader(f)
    header = next(reader)  # قراءة العنوان — Read header
    for row in reader:
        print(row)  # كل صف قائمة — Each row is a list

csv.DictReader للقراءة بالأسماء (أوضح وأسهل):

import csv

with open("students.csv", encoding="utf-8") as f:
    reader = csv.DictReader(f)
    for row in reader:
        print(row["name"], row["score"])  # الوصول بالاسم — Access by name

مثال تفاعلي كامل مع StringIO:

main.go

import csv
from io import StringIO

# محاكاة ملف CSV — Simulating a CSV file
csv_data = """الاسم,الدرجة,العلامة,المدينة
أحمد محمد,95,ممتاز,الرياض
سارة علي,92,ممتاز,جدة
عمر خالد,85,جيد جداً,الدمام
فاطمة أحمد,98,ممتاز,الرياض
خالد عبدالله,78,جيد,مكة المكرمة"""

print("=== قراءة CSV بـ DictReader ===\n")

# DictReader يجعل كل صف قاموساً — DictReader makes each row a dict
with StringIO(csv_data) as f:
    reader = csv.DictReader(f)

    total = 0
    count = 0
    city_count = {}

    for row in reader:
        score = int(row["الدرجة"])
        city = row["المدينة"]
        total += score
        count += 1
        city_count[city] = city_count.get(city, 0) + 1

        print(f"  {row['الاسم']} — {score} ({row['العلامة']}) — {city}")

print(f"\n=== الإحصائيات ===")
print(f"  المتوسط: {total / count:.1f}")
print(f"  أعلى علامة: {total / count:.1f}")
print(f"\n  التوزيع الجغرافي:")
for city, cnt in city_count.items():
    print(f"    {city}: {cnt} طالب")

Output:

csv.writer للكتابة:

main.go

import csv
from io import StringIO

# كتابة CSV — Writing CSV
output = StringIO()

# csv.writer يتعامل مع الفواصل والاقتباسات تلقائياً
# csv.writer handles commas and quotes automatically
writer = csv.writer(output)

# كتابة العنوان — Write header
writer.writerow(["المنتج", "السعر", "الكمية", "المجموع"])

# بيانات المنتجات — Product data
products = [
    ("لابتوب", 3500, 5),
    ("جوال", 1200, 10),
    ("سماعات", 350, 20),
    ("شاشة", 900, 8),
]

for name, price, qty in products:
    writer.writerow([name, price, qty, price * qty])

# عرض ما كُتب — Show what was written
result = output.getvalue()
print("=== ملف CSV الناتج ===")
print(result)

# التحقق بإعادة القراءة — Verify by re-reading
print("=== قراءة المجاميع ===")
from io import StringIO as SIO  # alias لتجنب التعارض
grand_total = 0
for row in csv.reader(SIO(result)):
    if row[0] == "المنتج":  # تخطي العنوان — Skip header
        continue
    total = int(row[3])
    grand_total += total
    print(f"  {row[0]}: {total:,} ريال")
print(f"\n  المجموع الكلي: {grand_total:,} ريال")

Output:

json — تبادل البيانات الحديث

JSON (JavaScript Object Notation) هو الصيغة الأشهر لتبادل البيانات في الويب. Python تحوّل بين القواميس والـ JSON بدالتين فقط:

الدالة	الاتجاه	المعنى
`json.loads(string)`	نص → dict	تحليل نص JSON
`json.dumps(obj)`	dict → نص	تحويل dict لـ JSON
`json.load(file)`	ملف → dict	قراءة JSON من ملف
`json.dump(obj, file)`	dict → ملف	كتابة JSON لملف

main.go

import json

# نص JSON — JSON string
json_string = '''
{
    "name": "أحمد",
    "age": 25,
    "city": "الرياض",
    "skills": ["Python", "SQL", "Git"],
    "active": true,
    "score": 9.5
}
'''

# json.loads: نص JSON → dict Python
# json.loads: JSON string → Python dict
person = json.loads(json_string)

print("=== البيانات المحللة ===")
print(f"الاسم: {person['name']}")
print(f"العمر: {person['age']}")
print(f"المدينة: {person['city']}")
print(f"المهارات: {', '.join(person['skills'])}")
print(f"نشط: {person['active']}")
print()

# json.dumps: dict Python → نص JSON
# json.dumps: Python dict → JSON string
data = {
    "students": [
        {"name": "سارة", "grade": "A"},
        {"name": "خالد", "grade": "B"},
    ],
    "total": 2
}

# indent=2 للتنسيق الجميل — indent=2 for pretty printing
output = json.dumps(data, ensure_ascii=False, indent=2)
print("=== JSON الناتج ===")
print(output)

Output:

ensure_ascii=False ضروري للعربية — بدونه تُكتب الحروف كـ \u0623\u062D\u0645\u062F بدلاً من أحمد.

مثال متكامل: معالج بيانات

هذا المثال يجمع CSV و JSON في سير عمل واحد — يقرأ بيانات CSV ثم يُصدرها كـ JSON:

main.go

import csv
import json
from io import StringIO

# بيانات المخزون — Inventory data (CSV)
csv_data = """الرمز,المنتج,السعر,الكمية,الفئة
P001,لابتوب Dell,3500,15,إلكترونيات
P002,جوال Samsung,1200,40,إلكترونيات
P003,كتاب Python,85,100,كتب
P004,سماعات Sony,350,25,إلكترونيات
P005,كتاب SQL,75,80,كتب"""

# قراءة CSV وتحويله لقائمة قواميس — Read CSV into list of dicts
inventory = []
with StringIO(csv_data) as f:
    for row in csv.DictReader(f):
        inventory.append({
            "code": row["الرمز"],
            "name": row["المنتج"],
            "price": float(row["السعر"]),
            "qty": int(row["الكمية"]),
            "category": row["الفئة"],
            "total_value": float(row["السعر"]) * int(row["الكمية"])
        })

# حساب الإحصائيات — Calculate statistics
by_category = {}
for item in inventory:
    cat = item["category"]
    if cat not in by_category:
        by_category[cat] = {"count": 0, "value": 0}
    by_category[cat]["count"] += 1
    by_category[cat]["value"] += item["total_value"]

# بناء تقرير JSON — Build JSON report
report = {
    "total_items": len(inventory),
    "total_value": sum(i["total_value"] for i in inventory),
    "by_category": by_category,
    "top_value": max(inventory, key=lambda x: x["total_value"])["name"]
}

# إخراج JSON منسق — Pretty JSON output
print(json.dumps(report, ensure_ascii=False, indent=2))

Output:

التحديات — Challenges

تحدي 1: قراءة الأسطر

اكتب كوداً يقرأ النص التالي من StringIO ويطبع عدد الأسطر فيه. المتوقع: 3.

تحدي — Challenge

from io import StringIO

data = "سطر أول\nسطر ثانٍ\nسطر ثالث"

# اقرأ البيانات واحسب عدد الأسطر — Read data and count lines
# اكتب الكود هنا

تحدي 2: تحليل CSV

اقرأ بيانات CSV التالية وأطبع مجموع العلامات. المتوقع: 270.

تحدي — Challenge

import csv
from io import StringIO

csv_data = "الاسم,العلامة\nأحمد,90\nسارة,95\nعمر,85"

total = 0
with StringIO(csv_data) as f:
    # استخدم DictReader لقراءة البيانات — Use DictReader to read data
    # اكتب الكود هنا
    pass

print(total)

تحدي 3: تحليل JSON

حلّل النص JSON التالي وأطبع عدد المهارات (skills). المتوقع: 3.

تحدي — Challenge

import json

json_str = '{"name": "فاطمة", "skills": ["Python", "SQL", "Docker"]}'

# حلّل JSON وأطبع عدد المهارات — Parse JSON and print skill count
# اكتب الكود هنا

تحدي 4: كتابة JSON

حوّل القاموس التالي إلى نص JSON مع دعم العربية (ensure_ascii=False) وأطبعه. المتوقع: {"مدينة": "الرياض", "سكان": 7500000}.

تحدي — Challenge

import json

data = {"مدينة": "الرياض", "سكان": 7500000}

# حوّل القاموس لنص JSON مع دعم العربية — Convert dict to JSON with Arabic support
# اكتب الكود هنا

تحدي 5: CSV إلى JSON

اقرأ بيانات CSV وحوّلها لقائمة قواميس ثم أطبع عدد العناصر. المتوقع: 2.

تحدي — Challenge

import csv
import json
from io import StringIO

csv_data = "الاسم,المدينة\nأحمد,الرياض\nسارة,جدة"

items = []
with StringIO(csv_data) as f:
    # اقرأ CSV وحوّله لقائمة — Read CSV and convert to list
    # اكتب الكود هنا
    pass

print(len(items))