قراءة الملفات

الجسرُ نحو القرص

البرامجُ التي لا تحسب إلا بما يكتبه المستخدمُ محبوسةٌ في الذاكرة. والملفاتُ تفتح الباب: الملفُ تسلسلُ أسطرٍ، وقراءتُه تَمشٍّ على ذلك التسلسل. أولُ خطوةٍ هي open()، التي ترجع كائنَ ملفٍ ملصوقًا بالباب:

f = open("data.txt", "r")  # وضعُ القراءة
content = f.read()
f.close()  # أغلق دائمًا عند الانتهاء!

تعني "r" القراءةَ فقط. والانضباطُ ثقيل: يجب أن تجري close() حين تنتهي، وإلا تسرّب المعالجُ ، يبقى الملفُ محتجزًا زمنًا طويلًا بعد أن كففتَ عن حاجته. ونسيانُه هو جيلُ الأخطاءِ الأولُ في عالم الملفات.

جملة with: الإغلاقُ وعدًا

تجعل with الإغلاقَ تلقائيًّا، حتى إذا اقتحم خطأٌ المتبانةَ من وسطها:

with open("data.txt") as f:
    content = f.read()
# يُغلق الملف هنا

تُعلن كتلةُ with عقدًا: افتحْه هنا، وسيُغلق عندما تنتهي هذه الكتلة ، بصورةٍ عاديةٍ أو استثناءٍ. حياةُ المعالجِ مؤطَّرةٌ في الكتلة، فلا يبقى ما يُنسى.

استراتيجياتُ القراءة

الملفُ الواحدُ بثلاثِ شهواتٍ:

# قراءة الملف بكامله كسلسلةٍ واحدة
with open("data.txt") as f:
    text = f.read()

# قراءة سطرٍ بسطرٍ (موفّرةٍ للذاكرة مع الملفات الكبيرة)
with open("data.txt") as f:
    for line in f:
        print(line.rstrip())  # يُزيل السطر الجديد في النهاية

# قراءة كل الأسطر في قائمة
with open("data.txt") as f:
    lines = f.readlines()  # تتضمن \n في كل سلسلة

يأخذ f.read() كلَّ شيءٍ دفعةً واحدةً؛ ويفرّق readlines() إلى قائمةٍ؛ والتكرارُ بـ for line in f يتمشّى في الملفِ سطرًا سطرًا، محتفظًا فقط بالسطرِ الحالي في الذاكرة. وآخرُها وصفةُ ملفٍ أضخمَ من أن يتّسع: عالجْ كلَّ سطرٍ ثم تقدم، دون أن تجمع الكلَّ أبدًا.

Pathlib: مساراتٌ بمفرداتٍ

قراءةُ دمجِ المساراتِ بـ + قراءةٌ أثريّة. يُسلّمك pathlib كائنَ Path وطرقُه تقول ما تفعل:

from pathlib import Path

p = Path("data") / "scores.txt"    # Path('data/scores.txt')
text = p.read_text()               # يقرأ الملف كله
lines = p.read_text().splitlines() # الأسطر بلا \n

p.exists()   # True/False
p.is_file()  # True/False
p.suffix     # '.txt'
p.stem       # 'scores'

تربط الـ / الأجزاءَ في مسارٍ كما يربط نظامُ الملفاتِ المجلداتِ؛ وتستجوب exists وis_file وsuffix وstem ما هو المسار. تصير المساراتُ بياناتٍ بأجوبةٍ لا سلاسلَ تُشَرَّح.

الترميز: عقدُ الحروف

النصُّ بايتاتٌ حتى تُفسّرها اصطلاحٌ. ثبّت ذلك الاصطلاحَ لضمانِ قابليةِ الحمل بين الآلات:

with open("data.txt", encoding="utf-8") as f:
    text = f.read()

وبلا encoding، تسقط بايثون إلى افتراضِ النظامِ، الذي يختلف حسب المنصة ، الملفُ نفسُه مشوَّشٌ على آلةٍ ويندوزَ ونقيٌّ على لينكس. وذكرُ utf-8 يجعل البايتاتِ تعني الحروفَ نفسها في كل مكانٍ.

مثالٌ محلول: ملفُّ الدرجاتِ سطرًا سطرًا

المشيُ الآمنُ في الذاكرةِ ، تجميعٌ دونَ أن تحملَ الملفَّ كلَّهُ:

with open("scores.txt", encoding="utf-8") as f:
    total = 0
    count = 0
    for line in f:
        total += int(line.strip())
        count += 1

print(f"Avg: {total / count}")

تُقرأ كلُّ سطرٍ ويُقشَرُ سطرُه الجديدُ ويُحوَّلُ ويُفلَتُ قبلَ وصولِ التالي ، يتدفقُ الملفُّ دونَ أن يتجمعَ كلَّهُ. ويعدُ with بإغلاقِ الملفِّ حين تنتهي الكتلةُ، عاديًّا أو باستثناءٍ.

أخطاء شائعة

• نسيان with. تتسرّب المعالجاتُ حين لا يغلقها شيءٌ؛ دع الكتلةَ تملك حياةَ الملف.
• ابتلاعُ ملفاتٍ هائلة. قد يُنهك f.read() ذاكرةً أمام ملفٍ عملاقٍ ، كرّرْ بـ for line in f بدلًا منه.
• تجاهلُ الترميز. تتحوّل الحروفُ غير اللاتينيةِ إلى رموزٍ مبهمةٍ حين يترك الاصطلاحُ للصدفة.
• المساراتُ المقحَمة. يجعل pathlib.Path الكودَ نفسَه يتمشّى على كل نظامِ تشغيلٍ.
• ملفٌّ مُستهلكٌ يُقرأ فارغًا. بعد f.read() تستقرُّ الموضعُ في النهاية؛ تُعيدُ قراءةٌ ثانيةٌ '' ويُعيدُ readlines() القائمةَ الفارغةَ. اقرأ مرةً، أو أعدِ الفتحَ.