كيفية التعامل مع الملفات النصية في بايثون 3

بايثون هي أداةٌ رائعةٌ لمعالجة البيانات. ومن المحتمل أنَّ البرامج التي تكتبها ستتضمن قراءة البيانات أو كتابتها أو تعديلها، ولهذا السبب ستستفيد جدًا من قدرة بايثون على التعامل مع مختلف صيغ الملفات التي تُخزِّن أصنافًا متنوعةً من البيانات.

main.png


ليكن لديك -على سبيل المثال- برنامج بايثون الذي يتحقق من امتيازات الوصول لقائمة من المستخدمين؛ فيكون من المرجح في هذه الحالة أن تُخزَّن قائمة المستخدمين في ملفٍ نصيٍ بسيط. أو ربما لم تكن تتعامل مع النصوص، وإنما مهمة برنامجك هي التحليل الاقتصادي؛ ومن المرجح أنَّك ستأخذ الأرقام التي ستجري عملياتك عليها من ورقة عمل في أحد البرامج مثل Excel أو Calc. وأرى أنَّه من المرجح أن يتطلب تطبيقك إدخال أو إخراج البيانات بغض النظر عن الهدف منه.
سيشرح هذا الدرس باختصار بعض الصيغ التي تستطيع بايثون التعامل معها. سنستعرض أولًا لمحة عن بعض أنواع الملفات، ثم سنكمل الدرس بكيفية فتح وقراءة الملفات والكتابة إليها في بايثون 3.
يجب أن تُصبح قادرًا بعد نهاية هذا الدرس على التعامل مع أيّة ملفات نصية في بايثون.

المتطلبات المسبقة
ستحتاج في هذا الدرس إلى توافر بايثون 3 على حاسوبك بالإضافة إلى بيئة برمجية محلية مضبوطة عليه.
لغة بايثون هي لغة متكاملة وتستطيع التعامل بسهولة (نسبيًا) مع مختلف صيغ الملفات، بما فيها الصيغ الآتية:

txt: ملف نصي بسيط يُخزِّن البيانات التي تُمثِّل المحارف (أو السلاسل النصية) ولا تضم أيّة بيانات وصفية.
CSV: ملف يحتوي قيمًا مفصولٌ بينها بفاصلة (أو غيرها من المحارف التي تستعمل لفصل الحقول) لتنظيم بُنية هيكلية للبيانات، مما يسمح بحفظ المعلومات بصيغةٍ مجدولة.
HTML: لغة توصيفية تُخزِّن البيانات الهيكلية وتستعمل عادةً لبناء صفحات الويب.
JSON: صيغة بسيطة وعملية، مما يجعلها أشهر الصيغ المستعملة لتخزين ونقل البيانات.
سنُركِّز في هذا الدرس على صيغة txt.

الخطوة الأولى: إنشاء ملف نصي
قبل أن نبدأ بإنشاء برامج بايثون، سنحتاج إلى ملفٍ نصيٍ لنعمل عليه؛ لذا افتح محررك النصي المُفضَّل وأنشِئ ملف txt جديد واجعل اسمه days.txt.
أدخِل في الملف الجديد بضعة أسطر، ولتكن مثلًا أيام الأسبوع:

Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
احفظ الآن الملف وانتبه إلى مكان تخزينه. فمثلًا، كان اسم المستخدم في نظامي هو sammy وحفظتُ الملف في المسار ‎/users/sammy/days.txt. هذا المسار مهمٌ جدًا في الخطوات القادمة، لأننا سنحاول فتحه باستخدام بايثون.
بعد أن حصلنا على ملفٍ نصيٍ لنعمل عليه، فلنبدأ عملية كتابة البرنامج.

الخطوة الثانية: فتح الملف
قبل أن نبدأ بكتابة البرنامج علينا إنشاء ملف لحفظه، لذا سنُنشِئ الملف files.py في المحرر النصي. وللتبسيط سنضعه في نفس المجلد الذي يحتوي الملف days.txt: أي ‎/users/sammy/‎.
علينا لنفتح ملف في بايثون أن نعثر على طريقةٍ لربط الملف الموجود على القرص الصلب بأحد المتغيرات. تدعى هذه العملية «بفتح» الملف. سنبدأ بإخبار بايثون أين يوجد الملف، ويُشار عادةً إلى مكان تخزين الملف بالمصطلح «المسار» (path). ولكي تستطيع لغة بايثون أن تفتح لك الملف، فستحتاج إلى مساره. ومسار الملف days.txt كما ذكرنا في القسم السابق هو ‎/users/sammy/days.txt، وسنُنشِئ متغيرًا لتخزين هذا المسار باسم path في ملف files.py وضبط قيمته إلى مسار الملف days.txt:

path = '/users/sammy/days.txt'
سنستخدم بعد ذلك الدالة open()‎ الموجودة في بايثون لفتح الملف days.txt. تتطلب الدالة open()‎ تمرير مسار الملف كأوّل وسيط (argument) لها، لكنها تقبل عددًا كبيرًا من المعاملات (parameters)؛ لكن أهم معامل منها هو المعامل الاختياري الذي يُحدِّد «نمط» فتح الملف (opening mode)، فالنمط هو سلسلةٌ نصيةٌ تُحدِّد ماذا تستطيع أن تفعله مع الملف. هذه قائمة ببعض الأنماط المتوافرة:

'r': فتح الملف للقراءة
'w': فتح الملف للكتابة
'x': إنشاء الملف وفتحه للكتابة
'a': الإضافة إلى نهاية الملف
'r+‎': فتح الملف للقراءة والكتابة معًا
أريد أن أقرأ من الملف فقط في المثال الآتي، لذا سأستخدم النمط r. سنستعمل الدالة open()‎ لفتح الملف days.txt وإسناده إلى المتغير days_file.

days_file = open(path,'r')
نستطيع الآن بعد فتح الملف أن نقرأ منه، وهذا ما سنناقشه في القسم التالي.

الخطوة الثالثة: قراءة الملف
نستطيع الآن بعد فتح الملف أن نُجري عمليات عليه (مثلًا: أن نقرأ منه) عبر المتغير الذي أسندناه إليه. توفِّر بايثون ثلاثة عمليات متعلقة بقراءة المعلومات من ملف، وسأريك إياها كلها في أمثلةٍ لتفهم كيف تعمل.
أوّل عملية هي ‎<file>.read()‎ التي تُعيد كامل محتويات الملف كسلسلةٍ نصيةٍ وحيدة.

days_file.read()
الناتج:

'Monday\nTuesday\nWednesday\nThursday\nFriday\nSat urday\nS