Python 文件自动化管理

1. 什么是文件自动化管理？

文件自动化管理是指使用编程手段来管理和操作文件系统中的文件，减少人工操作，提高效率。常见的文件自动化管理任务包括：

自动创建、删除、移动、复制文件。
自动整理文件和文件夹，按一定规则进行归类。
定期备份文件。
对文件内容进行自动处理，如格式转换、内容替换等。

Python 提供了丰富的内置库，如 os、shutil、pathlib 等，可以方便地实现文件的管理和操作。

2. Python 文件操作的常用库

(1) `os` 模块

os 模块提供了与操作系统交互的功能，包括文件和目录操作。

常用功能：

os.listdir()：列出指定目录下的文件和子目录。
os.remove()：删除文件。
os.rename()：重命名文件或目录。
os.makedirs()：递归创建目录。
os.path：路径相关操作，如拼接路径、判断路径是否存在等。

(2) `shutil` 模块

shutil 模块提供了高级的文件操作功能，例如复制、移动、归档等。

常用功能：

shutil.copy()：复制文件。
shutil.move()：移动文件或目录。
shutil.rmtree()：删除整个目录树。
shutil.make_archive()：压缩文件夹为压缩包。

(3) `pathlib` 模块

pathlib 是 Python 3.4 引入的模块，提供了面向对象的文件路径操作方式。它简化了路径的操作，提升了代码的可读性。

常用功能：

Path()：创建一个路径对象。
Path.mkdir()：创建目录。
Path.rename()：重命名文件或目录。
Path.exists()：检查文件或目录是否存在。

3. 常见的文件自动化管理任务

(1) 文件的创建与删除

创建文件：可以使用 open() 函数来创建文件，并写入内容。
删除文件：可以使用 os.remove() 或 Path.unlink() 来删除文件。

import os

# 创建一个新文件并写入内容
with open("new_file.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, Python!")

# 删除文件
os.remove("new_file.txt")

from pathlib import Path

# 创建文件并写入内容
file_path = Path("new_file.txt")
file_path.write_text("Hello, Python!")

# 删除文件
file_path.unlink()

(2) 文件和目录的复制与移动

复制文件：使用 shutil.copy() 来复制文件。
移动文件：使用 shutil.move() 来移动文件或目录。

import shutil

# 复制文件
shutil.copy("source_file.txt", "destination_file.txt")

# 移动文件
shutil.move("source_file.txt", "new_folder/source_file.txt")

from pathlib import Path

# 移动文件
source = Path("source_file.txt")
destination = Path("new_folder/source_file.txt")
source.rename(destination)

(3) 自动创建目录

使用 os.makedirs() 或 Path.mkdir() 创建目录。

import os

# 创建一个目录
os.makedirs("new_folder", exist_ok=True)

# 创建一个子目录
os.makedirs("parent_folder/sub_folder", exist_ok=True)

from pathlib import Path

# 创建一个目录
folder = Path("new_folder")
folder.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

(4) 文件和目录的遍历

使用 os.walk() 遍历目录树。
使用 Path.rglob() 遍历目录树。

import os

# 遍历目录及其子目录
for root, dirs, files in os.walk("folder_to_traverse"):
    for file in files:
        print(os.path.join(root, file))

from pathlib import Path

# 遍历目录及其子目录
folder = Path("folder_to_traverse")
for file in folder.rglob("*"):
    if file.is_file():
        print(file)

(5) 文件内容的处理

读取文件内容：使用 open() 或 Path.read_text() 来读取文件内容。
写入文件内容：使用 open() 或 Path.write_text() 来写入内容。
替换文件内容：可以通过读取、修改、再写回的方式来实现文件内容替换。

# 读取文件
with open("file.txt", "r") as file:
    content = file.read()
    print(content)

# 写入文件
with open("file.txt", "w") as file:
    file.write("New content")

# 读取文件内容并替换
file_path = Path("file.txt")
content = file_path.read_text()
content = content.replace("old_word", "new_word")
file_path.write_text(content)

(6) 文件自动备份

可以使用 shutil.copy() 或 shutil.copy2() 来备份文件。

import shutil
import os

# 备份文件
source = "file_to_backup.txt"
backup = "backup_folder/file_to_backup.txt"
shutil.copy(source, backup)

4. 文件整理与归类

文件整理通常是指按照一定的规则将文件进行分类。例如，将某个文件夹中的文件按类型（如 .txt、.jpg）进行归类。

import os
import shutil

# 指定源目录和目标目录
source_folder = "source_folder"
destination_folder = "destination_folder"

# 获取文件列表
files = os.listdir(source_folder)

for file in files:
    # 获取文件扩展名
    file_extension = file.split('.')[-1]
    
    # 根据扩展名创建对应的文件夹
    type_folder = os.path.join(destination_folder, file_extension)
    os.makedirs(type_folder, exist_ok=True)
    
    # 移动文件到对应文件夹
    shutil.move(os.path.join(source_folder, file), os.path.join(type_folder, file))

5. 定期文件管理任务（定时任务）

定期文件管理任务可以使用 Python 的 schedule 或 APScheduler 等库来定期执行。

import schedule
import time

def job():
    print("执行文件备份任务...")

# 每隔 1 小时执行一次任务
schedule.every(1).hours.do(job)

while True:
    schedule.run_pending()
    time.sleep(1)