التعامل مع الملفات النصية في لغة سي شارب #C: دليل شامل ومفصل

تُعد لغة سي شارب #C من أكثر لغات البرمجة شيوعًا وانتشارًا في تطوير تطبيقات سطح المكتب، الويب، والخدمات السحابية. واحدة من المهام الأساسية التي يواجهها المبرمجون عند تطوير التطبيقات هي التعامل مع الملفات النصية، حيث تُستخدم الملفات النصية لتخزين البيانات، إعداد التقارير، حفظ الإعدادات، أو حتى تبادل المعلومات بين الأنظمة المختلفة. في هذا المقال، سيتم تناول موضوع التعامل مع الملفات النصية في لغة سي شارب بشكل موسع، حيث نعرض الأدوات، الأساليب، والتقنيات التي تمكن المطور من قراءة، كتابة، وتعديل الملفات النصية بفعالية وأمان.

مقدمة إلى الملفات النصية في لغة سي شارب

الملفات النصية هي ملفات تحتوي على بيانات نصية يمكن قراءتها وتحريرها بسهولة باستخدام برامج تحرير النصوص العادية مثل Notepad أو VS Code. في لغة سي شارب، يتم التعامل مع هذه الملفات عبر مجموعة من المكتبات المتوفرة ضمن إطار العمل .NET Framework أو .NET Core/.NET 5+، وهي توفر واجهات سهلة ومرنة لإدارة البيانات النصية المخزنة في الملفات.

تتضمن الملفات النصية عادة امتدادات متعددة مثل .txt, .csv, .log، وغيرها، وهي تخزن النصوص بشكل خطي بترتيب معين، مما يسهل قراءتها سطراً بسطر أو دفعة دفعة.

المكتبات الأساسية للتعامل مع الملفات النصية في C#

في سي شارب، يتم استيراد المكتبة System.IO للتعامل مع الملفات والمجلدات، وهي تقدم عدة فئات (Classes) تساعد في قراءة وكتابة الملفات النصية، وأشهرها:

• File: فئة تحتوي على أساليب ثابتة (static methods) للتعامل المباشر مع الملفات مثل القراءة، الكتابة، النسخ، الحذف.

• StreamReader: فئة لقراءة محتويات الملفات النصية بطريقة متسلسلة، حيث يمكن قراءة سطر بسطر.

• StreamWriter: فئة مخصصة لكتابة النصوص إلى ملف نصي بشكل متسلسل.

• FileStream: فئة توفر تدفق (Stream) للملفات للقراءة أو الكتابة، وهي أكثر عمقًا وتستخدم للتحكم الكامل في عملية الإدخال والإخراج.

• TextReader و TextWriter: فئات أساسية تُستخدم كطبقات تجريدية تُبنى فوقها StreamReader و StreamWriter.

قراءة الملفات النصية في سي شارب

1. القراءة الكاملة للملف النصي

يمكن قراءة كامل محتوى الملف النصي إلى متغير نصي واحد باستخدام أسلوب File.ReadAllText():

csharp
CopyEdit
using System.IO;

string path = @"C:\Data\sample.txt";
string content = File.ReadAllText(path);
Console.WriteLine(content);

هذه الطريقة مفيدة عندما يكون الملف صغير الحجم نسبيًا، حيث تقوم بقراءة كل النص دفعة واحدة.

2. قراءة الملف سطرًا بسطر

للتعامل مع ملفات أكبر، يفضل قراءة الملف سطرًا بسطر باستخدام StreamReader:

csharp
CopyEdit
using System;
using System.IO;

string path = @"C:\Data\sample.txt";

using (StreamReader reader = new StreamReader(path))
{
    string line;
    while ((line = reader.ReadLine()) != null)
    {
        Console.WriteLine(line);
    }
}

استخدام جملة using يضمن غلق الملف وتحرير الموارد تلقائيًا بعد الانتهاء من القراءة.

3. قراءة جميع الأسطر كصفوف في مصفوفة

يمكن أيضًا استخدام File.ReadAllLines() التي تُعيد جميع الأسطر كمصفوفة نصية:

csharp
CopyEdit
string[] lines = File.ReadAllLines(path);
foreach (string line in lines)
{
    Console.WriteLine(line);
}

كتابة الملفات النصية في سي شارب

1. كتابة نص كامل إلى ملف جديد أو استبدال محتوى ملف موجود

File.WriteAllText() تكتب نصًا كاملاً إلى ملف، وإذا كان الملف موجودًا فإنها تستبدل محتواه:

csharp
CopyEdit
string path = @"C:\Data\output.txt";
string content = "هذا نص سيتم كتابته في الملف.";
File.WriteAllText(path, content);

2. إضافة نص إلى ملف موجود

لإضافة محتوى إلى نهاية ملف موجود دون حذف البيانات السابقة:

csharp
CopyEdit
File.AppendAllText(path, "\nهذا نص جديد سيتم إضافته.");

3. الكتابة المتسلسلة باستخدام StreamWriter

لإنشاء ملف نصي والكتابة إليه سطرًا بسطر أو أجزاء متعددة:

csharp
CopyEdit
using (StreamWriter writer = new StreamWriter(path))
{
    writer.WriteLine("السطر الأول");
    writer.WriteLine("السطر الثاني");
}

يمكن فتح الملف في وضع الإلحاق (Append) باستخدام الباراميتر الثاني:

csharp
CopyEdit
using (StreamWriter writer = new StreamWriter(path, true)) // true للإلحاق
{
    writer.WriteLine("سطر جديد يضاف للنهاية");
}

التعامل مع استثناءات الملفات

عند العمل مع الملفات النصية من الضروري التعامل مع الاستثناءات التي قد تظهر مثل عدم وجود الملف، نقص الأذونات، أو وجود الملف في حالة قفل (Locked). يُستخدم try-catch في سي شارب لمراقبة هذه الأخطاء والتعامل معها:

csharp
CopyEdit
try
{
    string content = File.ReadAllText(path);
}
catch (FileNotFoundException ex)
{
    Console.WriteLine("الملف غير موجود: " + ex.Message);
}
catch (UnauthorizedAccessException ex)
{
    Console.WriteLine("لا تملك صلاحيات الوصول للملف: " + ex.Message);
}
catch (IOException ex)
{
    Console.WriteLine("حدث خطأ في الإدخال والإخراج: " + ex.Message);
}

تنسيق وتهيئة البيانات النصية

عند التعامل مع ملفات نصية تحتوي على بيانات منظمة مثل CSV أو ملفات تكوين (Configuration Files)، قد يحتاج المبرمج إلى تنسيق البيانات بطريقة معينة. يمكن الاعتماد على:

• الفواصل لفصل القيم مثل الفاصلة (,) أو الفاصلة المنقوطة (;).

• معالجة النصوص باستخدام دوال Split() لتقسيم الأسطر إلى أجزاء.

• التعامل مع النصوص متعددة الأسطر وتحويلها إلى هياكل بيانات مثل القوائم (Lists) أو الجداول (DataTables).

أمثلة متقدمة للتعامل مع الملفات النصية

قراءة ملف CSV وتحويله إلى قائمة كائنات

csharp
CopyEdit
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;

class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

List people = new List();

string[] lines = File.ReadAllLines(@"C:\Data\people.csv");
foreach (string line in lines)
{
    string[] parts = line.Split(',');
    if(parts.Length == 2)
    {
        people.Add(new Person
        {
            Name = parts[0],
            Age = int.Parse(parts[1])
        });
    }
}

إنشاء ملف سجل (Log) مع طابع زمني لكل عملية كتابة

csharp
CopyEdit
string logPath = @"C:\Logs\app.log";

void WriteLog(string message)
{
    using (StreamWriter writer = new StreamWriter(logPath, true))
    {
        string logEntry = $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")} - {message}";
        writer.WriteLine(logEntry);
    }
}

تحسينات وأفضل الممارسات في التعامل مع الملفات النصية

• إدارة الموارد: دائمًا استخدم جملة using مع كائنات StreamReader و StreamWriter لضمان إغلاق الملف تلقائيًا وتحرير الموارد.

• التحقق من وجود الملف: قبل القراءة أو الكتابة، من الأفضل التأكد من وجود الملف باستخدام File.Exists().

• التحقق من صلاحيات الوصول: تحقق من أذونات النظام لتجنب استثناءات الصلاحيات.

• تجنب قفل الملفات: تأكد من عدم فتح الملف في أكثر من مكان في نفس الوقت لتجنب حدوث مشاكل القفل.

• معالجة النصوص بأمان: عند قراءة بيانات يمكن أن تحتوي على أحرف خاصة أو تنسيقات معينة، استخدم التقنيات المناسبة لتنظيف النصوص أو التعامل مع الترميزات (Encoding).

• تحديد الترميز المناسب: عند قراءة أو كتابة الملفات، يمكن تحديد الترميز باستخدام الباراميترات الخاصة بفئات StreamReader و StreamWriter لضمان حفظ النصوص بشكل صحيح، خاصة عند التعامل مع اللغات غير الإنجليزية.

الجدول التالي يوضح مقارنة بين أشهر الطرق في قراءة وكتابة الملفات النصية في سي شارب

الترميزات (Encoding) وتأثيرها على الملفات النصية

أحد العوامل المهمة عند التعامل مع الملفات النصية هو الترميز الذي يُستخدم لتمثيل الأحرف داخل الملف. الترميزات الشائعة:

• UTF-8: الأكثر شيوعًا ويدعم جميع الأحرف، بما فيها العربية.

• UTF-16: يُستخدم في بعض الأنظمة، لكنه يشغل مساحة أكبر.

• ASCII: يدعم فقط الأحرف الإنجليزية الأساسية.

يمكن تحديد الترميز عند إنشاء StreamReader أو StreamWriter كالتالي:

csharp
CopyEdit
using (StreamReader reader = new StreamReader(path, Encoding.UTF8))
{
    // عملية القراءة
}

التعامل مع الملفات النصية الكبيرة

عندما يكون حجم الملف النصي كبيرًا جدًا (مثل ملفات السجلات الضخمة أو ملفات البيانات)، تصبح قراءة الملف كله دفعة واحدة غير عملية، لأنها قد تؤدي إلى استهلاك كبير للذاكرة. في هذه الحالة، يُنصح باستخدام قراءة متسلسلة مع معالجات تدفق البيانات.

مثال على قراءة ملف كبير ومعالجة كل سطر على حدة:

csharp
CopyEdit
using (StreamReader reader = new StreamReader(largeFilePath))
{
    string line;
    while ((line = reader.ReadLine()) != null)
    {
        // معالجة السطر بدون تحميل الملف كاملًا في الذاكرة
        ProcessLine(line);
    }
}

الخلاصة

يعتبر التعامل مع الملفات النصية في لغة سي شارب من المهارات الأساسية لأي مبرمج يرغب في بناء تطبيقات متكاملة وقادرة على إدارة البيانات النصية بكفاءة عالية. توفّر مكتبة System.IO مجموعة أدوات مرنة وقوية تتيح قراءة وكتابة الملفات بطرق متعددة تناسب مختلف الحالات والاحتياجات.

فهم الاختلاف بين الأساليب المتوفرة، واتباع أفضل الممارسات في إدارة الموارد، ومعالجة الاستثناءات، واختيار الترميز الصحيح، كلها عوامل تساهم في بناء برامج فعالة ومستقرة. علاوة على ذلك، فإن معرفة كيفية التعامل مع الملفات النصية الكبيرة وتنسيق البيانات بدقة هو أمر ضروري لتحقيق الاستفادة القصوى من إمكانيات لغة سي شارب في معالجة الملفات.

المراجع

1. Documentation – Microsoft Docs: System.IO Namespace

2. الكتاب: Programming C# 8.0: Build Cloud, Web, and Desktop Applications by Ian Griffiths

بهذا نكون قد قدمنا عرضًا تفصيليًا وموسعًا عن طرق وأدوات التعامل مع الملفات النصية في لغة سي شارب، مع مراعاة الجوانب التقنية الأساسية والمتقدمة التي يحتاجها المطورون في مشاريعهم العملية.