Python进阶-Day8:文件操作与数据处理

文件操作与数据处理 的进阶学习任务，旨在帮助你深入掌握文件操作和数据处理的核心技能。以下是详细的学习计划和任务安排：

学习目标

1. 熟练使用 os、shutil 和 pathlib 模块进行文件和目录操作。
2. 掌握 CSV 和 JSON 文件的读写操作，理解数据处理的基本流程。
3. 通过实践项目（批量重命名文件脚本），综合运用所学知识。

学习任务分解

1. 学习 os、shutil 和 pathlib 模块

• 学习内容： os 模块：文件和目录的基本操作。 os.listdir()：列出目录内容。 os.path.join()：路径拼接。 os.rename()：重命名文件。 os.remove()：删除文件。 os.makedirs()：创建目录。 shutil 模块：高级文件操作。 shutil.copy()：复制文件。 shutil.move()：移动文件。 shutil.rmtree()：删除目录树。 pathlib 模块：现代化的路径操作。 Path.cwd()：获取当前工作目录。 Path.iterdir()：迭代目录内容。 Path.rename()：重命名文件或目录。 Path.glob()：按模式匹配文件。
• 任务： 阅读官方文档或相关教程，理解三者区别。 编写代码测试：创建一个目录，复制一个文件到该目录，然后删除原文件。

2. 掌握 CSV 和 JSON 文件的读写

• 学习内容： csv 模块： 使用 csv.reader 和 csv.writer 读取和写入 CSV 文件。 使用 csv.DictReader 和 csv.DictWriter 处理带表头的数据。 json 模块： json.load() 和 json.dump()：从文件读取/写入 JSON 数据。 json.loads() 和 json.dumps()：处理 JSON 字符串。
• 任务： 创建一个简单的 CSV 文件（例如：name, age, city），写入 5 条数据，然后读取并打印。 将上述 CSV 数据转换为 JSON 格式并保存到文件，再读取验证。

3. 练习：编写批量重命名脚本

• 任务要求： 编写一个 Python 脚本，批量重命名指定文件夹中的文件。 重命名规则示例：将文件名改为 prefix_序号.扩展名（如 photo_001.jpg）。 支持用户输入文件夹路径和前缀。 添加错误处理（如文件不存在、权限不足等）。
• 实现步骤： 使用 pathlib.Path 获取文件夹中的所有文件。 遍历文件列表，生成新文件名。 使用 Path.rename() 执行重命名操作。 添加异常处理和用户交互。

学习计划

• 上午（2-3 小时）： 学习 os、shutil 和 pathlib，完成模块测试代码。
• 下午（2-3 小时）： 学习 CSV 和 JSON 文件操作，完成读写练习。
• 晚上（2-3 小时）： 实现批量重命名脚本，测试并优化。

示例代码：批量重命名脚本

以下是一个基础实现，供你参考并扩展：

python

from pathlib import Path

def batch_rename_files(folder_path, prefix="file"):
    try:
        # 转换为 Path 对象
        folder = Path(folder_path)
        if not folder.exists() or not folder.is_dir():
            raise ValueError("无效的文件夹路径")

        # 获取所有文件
        files = [f for f in folder.iterdir() if f.is_file()]
        if not files:
            print("文件夹中没有文件")
            return

        # 批量重命名
        for i, file in enumerate(files, start=1):
            new_name = f"{prefix}_{i:03d}{file.suffix}"  # 如 file_001.jpg
            new_path = folder / new_name
            file.rename(new_path)
            print(f"重命名: {file.name} -> {new_name}")

    except Exception as e:
        print(f"发生错误: {e}")

if __name__ == "__main__":
    folder_path = input("请输入文件夹路径: ")
    prefix = input("请输入文件名前缀（默认 'file'）: ") or "file"
    batch_rename_files(folder_path, prefix)

进阶挑战（可选）

1. 修改脚本，支持按文件修改时间排序后重命名。
2. 添加正则表达式支持，允许用户指定重命名规则（如提取文件名中的数字）。
3. 将重命名操作记录到 CSV 文件中，包含旧名和新名。

学习资源建议

• Python 官方文档：os、shutil、pathlib、csv、json。
• 实践环境：本地创建一个测试文件夹，放入一些文件（如图片、文本）。

通过今天的任务，你将掌握 Python 文件操作和数据处理的核心技能，并具备编写实用脚本的能力。完成后，尝试将脚本应用到实际场景中，进一步巩固所学！有什么问题，随时问我。