python 文件操作总结
文件操作对于编程语言的重要性不言而喻，如果数据不能持久保存，信息技术也就失去了意义。
文件操作的内容包括打开文件，操作文件，关闭文件
关于文件操作的相关模块请参考博客：https://www.cnblogs.com/wj-1314/p/8557077.html
一，打开文件
python中打开文件的函数为open('filename',mode='r',encode='None')，open函数默认返回文件的句柄，我们可以根据句柄来对文件进行增,删,改,查的操作。将句柄赋给我们定义的变量,假设我们定义变量为f，则f=open('filename',mode='r',encode='utf-8') 或者with open('filename') as f。
注意点：
1.python解释器打开文件时，是对硬盘进行操作,需要内核态才可以操作硬盘，故此时python解释器是调用操作系统的文件读取接口。windows中文版本默认使用GBK编码表，linux默认使用utf-8，所有如果操作的文件在windows下，非GBK编码的，需要在open函数中声明编码类型，使操作系统运用相应的编码规则进行解码读取，防止串码，乱码现象。
2.open主要有三种模式,读(r),写(w),追加(a),其中，默认为读模式。各个模式的详解，见下文。
二，关闭文件
关闭文件有两组方式：
1.使用f.close() ,f为open返回的句柄赋值的变量名。
2.程序结束后，自动关闭。第一个方法容易造成文件写操作时，数据的丢失。原因是写数据时，数据会先保存在内存中，文件关闭时才会写入硬盘，此时如果文件未关闭，软件因为异常崩溃，导致内存中的数据丢失，且未写入硬盘中。作为第一种关闭方法的优化，是使用：with open('filename') as f 。with会创建一个程序块，将文件操作置于with程序块下，这样with控制块结束，文件也会自动关闭。
语法如下：
with open('f1.txt') as f1 , open('f2.txt') as f2:
......
三，操作文件
3.1 file的基本方法
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方法 |
功能 |
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F.read([size]) |
size为读取的长度，以byte为单位 |
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F.readline([size]) |
如果定义了size，有可能返回的只是一行的一部分 |
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F.readlines([size]) |
把文件每一行作为一个list的一个成员，并返回这个list。其实它的内部是通过循环调用readline()来实现的。如果提供size参数，size是表示读取内容的总长，也就是说可能只读到文件的一部分 |
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F.write(str) |
把str写到文件中，write()并不会在str后加上一个换行符 |
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F.writelines(seq) |
把seq的内容全部写到文件中。这个函数也只是忠实地写入，不会在每行后面加上任何东西 |
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F.close() |
关闭文件。python会在一个文件不用后自动关闭文件，不过这一功能没有保证，最好还是养成自己关闭的习惯。如果一个文件在关闭后还对其进行操作会产生ValueError |
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F.flush() |
把缓冲区的内容写入硬盘 ，即将内存中的数据刷新到银盘上 |
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F.fileno() |
返回一个长整型的”文件标签“ |
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F.isatty() |
文件是否是一个终端设备文件（unix系统中的） |
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F.tell() |
返回文件操作标记的当前位置，以文件的开头为原点 |
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F.next() |
返回下一行，并将文件操作标记位移到下一行。把一个file用于for ... in file这样的语句时，就是调用next()函数来实现遍历的。 |
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F.seek(offset[,whence]) |
将文件打操作标记移到offset的位置。这个offset一般是相对于文件的开头来计算的，一般为正数。但如果提供了whence参数就不一定了，whence可以为0表示从头开始计算，1表示以当前位置为原点计算。2表示以文件末尾为原点进行计算。需要注意，如果文件以a或a+的模式打开，每次进行写操作时，文件操作标记会自动返回到文件末尾 |
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F.truncate([size]) |
把文件裁成规定的大小，默认的是裁到当前文件操作标记的位置。如果size比文件的大小还要大，依据系统的不同可能是不改变文件，也可能是用0把文件补到相应的大小，也可能是以一些随机的内容加上去。如果没有指定 size，则从当前位置起截断；截断之后 size 后面的所有字符被删除。 |
3.2 文件的读取、创建、追加、删除、清空
一，用python创建一个新文件，内容是0到9的整数，每个数字占一行
f = open('f.txt','w')
for i in range(0,10):
f.write(str(i)+'\n')
f.close()
二，文件内容追加，从0到9的10个随机整数
import random
f = open('f.txt','a')
for i in range(0,10):
f.write(str(random.randint(0,9)))
f.write('\n')
f.close()
三、文件内容追加，从0到9的随机整数, 10个数字一行，共10行
import random
f = open('f.txt','a')
for i in range(0,10):
for i in range(0,10):
f.write(str(random.randint(0,9)))
f.write('\n')
f.close()
四、把标准输出定向到文件
import sys
sys.stdout = open('stdout.txt','w')
五，文件的读写
5.1，文件打开
f = file(name[, mode[, buffering]]) name 文件名 mode 选项,字符串 buffering 是否缓冲 (0=不缓冲，1=缓冲, >1的int数=缓冲区大小)
文件的读写属性
file对象有自己的属性和方法。先来看看file的属性。（+和b可以和其他的字符组合成mode，例如rb以二进制只读方式打开，mode参数是可选的，如果没有默认为r）
（注意：文件打开之后，应当被及时关闭，可以查看f.closed属性以确认文件是否被关闭）
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mode |
function |
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r |
只读模式（默认，文件不存在，则发生异常）文件的指针将会放在文件的开头 |
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w |
只写模式（可读，文件不存在则创建，存在则删除内容，再打开文件） |
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a |
追加模式（只能写，文件不存在则创建，存在则追加内容） |
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r+ |
可读写模式（可读，可写，可追加）,如果文件存在，则覆盖当前文件指针所在位置的字符，如原来文件内容是"Hello，World"，打开文件后写入"hi"则文件内容会变成"hillo, World" |
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b |
以二进制方式打开（如：FTP发送上传ISO镜像文件，linux可忽略，windows处理二进制文件时需标注） |
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w+ |
先写再读（可读，可写，可追加） 如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。 |
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a+ |
同a(可读可写，文件不存在则创建，存在则追加内容)。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。 |
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rb |
以二进制读方式打开，只能读文件 ， 如果文件不存在，会发生异常 |
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wb |
以二进制写方式打开，只能写文件， 如果文件不存在，创建该文件 |
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ab |
二进制追写文件。 从文件顶部读取内容 从文件底部添加内容 不存在则创建 |
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rt |
以文本读方式打开，只能读文件 ， 如果文件不存在，会发生异常 |
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wt |
以文本写方式打开，只能读文件 ， 如果文件不存在，创建该文件。如果文件存在。先清空，再打开文件 |
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at |
以文本读写方式打开，只能读文件 ， 如果文件不存在，创建该文件。如果文件存在。先清空，再打开文件 |
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rb+ |
以二进制读方式打开，可以读、写文件 ， 如果文件不存在，会发生异常 |
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wb+ |
以二进制写方式打开，可以读、写文件， 如果文件不存在，创建该文件.如果文件存在。先清空，再打开文件 |
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ab+ |
追读写二进制。从文件顶部读取内容 从文件底部添加内容 不存在则创建 |
5.2，关闭文件
f.close()
当文件读写完毕后，应关闭文件
六，清空文件内容
f.truncate()
注意：仅当以 "r+" "rb+" "w" "wb" "wb+"等以可写模式打开的文件才可以执行该功能
七，文件的指针定位与查询
7.1，文件指针：
文件被打开后，其对象保存在 f 中， 它会记住文件的当前位置,以便于执行读、写操作，这个位置称为文件的指针( 一个从文件头部开始计算的字节数 long 类型 )。
7.2，文件打开时的位置:
以"r" "r+" "rb+" 读方式, "w" "w+" "wb+"写方式 打开的文件，
一开始，文件指针均指向文件的头部。
7.3，获取文件指针的值:
L = f.tell()
7.4，移动文件的指针
f.seek( 偏移量, 选项 ) 选项 =0 时， 表示将文件指针指向从文件头部到 "偏移量"字节处。 选项 =1 时， 表示将文件指针指向从文件的当前位置，向后移动 "偏移量"字节。 选项 =2 时， 表示将文件指针指向从文件的尾部，，向前移动 "偏移量"字节。
八，从文件读取内容
8.1，文本文件（以"rt"方式打开的文件）的读取
s = f.readline( )
返回值： s 是字符串，从文件中读取的一行，含行结束符。
说明： (1) 如果 len( s ) =0 表示已到文件尾
(2) 如果是文件的最后一行，有可能没有行结束符
8.2，二进制文件（以"rb"、"rb+"、"wb+" 方式打开的文件）的读取
s = f.read( n )
说明： (1) 如果 len( s ) =0 表示已到文件尾
(2) 文件读取后，文件的指针向后移动 len(s) 字节。
（3）如果磁道已坏，会发生异常。
九，向文件写入一个字符串
f.write( s )
参数： s 要写入的字符串
说明： (1)文件写入后，文件的指针向后移动 len(s) 字节。
（2）如果磁道已坏，或磁盘已满会发生异常。
返回值： s 是字符串，从文件中读取的内容
十，删除文件
import os os.remove(file)
import os
os.remove('s.txt')
3.3 python逐行读取文件内容的两种方法
方法一：
for line in open('f.txt'):
print(line)
方法二：
f =open('f.txt','r')
lines =f.readlines()
for i in lines:
print(i)
3.4文件定位
tell()方法告诉你文件内的当前位置, 换句话说，下一次的读写会发生在文件开头这么多字节之后。
seek（offset [,from]）方法改变当前文件的位置。Offset变量表示要移动的字节数。From变量指定开始移动字节的参考位置。
offset -- 偏移量，也就是代表需要移动偏移的字节数,注意是按照字节算的，字符编码存每个字符所占的字节长度不一样。
如“好好学习” 用gbk存是2个字节一个字，用utf-8就是3个字节，因此以gbk打开时，seek(4) 就把光标切换到了“飞”和“学”两个字中间。
但如果是utf8,seek(4)会导致，拿到了飞这个字的一部分字节，打印的话会报错，因为处理剩下的文本时发现用utf8处理不了了，因为编码对不上了。少了一个字节。
如果from被设为0，这意味着将文件的开头作为移动字节的参考位置。
如果设为1，则使用当前的位置作为参考位置。
如果它被设为2，那么该文件的末尾将作为参考位置。
例子：
#打开一个文件
f =open('f.txt','r+')
str_read = f.read(10)
print("读取的字符串是：%s" % str_read)
#查找当前位置
position = f.tell()
print("当前位置： %s" %position)
#把指针再次重新定位到文件开头
position =f.seek(0,0)
str_read =f.read(10)
print("重新读取读取的字符串是：%s" % str_read)
#关闭文件
f.close()
结果：
读取的字符串是：2204513940
当前位置： 10
重新读取读取的字符串是：2204513940
3.5 重命名和删除文件
Python的os模块提供了帮你执行文件处理操作的方法，比如重命名和删除文件。
要使用这个模块，你必须先导入它，然后才可以调用相关的各种功能。
rename()方法：
rename()方法需要两个参数，当前的文件名和新文件名。
语法：
os.rename(current_file_name, new_file_name)
例子：
import os
#重命名文件f.txt问哦file.txt
os.rename('f.txt','file.txt')
remove方法
你可以用remove()方法删除文件，需要提供要删除的文件名作为参数。
语法：
os.remove(file_name)
例子：
import os
os.remove('stdout.txt')
3.6 文件修改
硬盘的存储原理就是，当你把文件存到硬盘上，就在硬盘上划了一块空间，存数据，等你下次打开这个文件，会seek到一个位置，每改一个字，就是把原来的覆盖掉，如果要插入，是不可能的，因为后面的数据在硬盘上不会整体向后移动，所以就会出现当前这个情况，你要插入，却变成把旧内容覆盖掉。
所以修改文件，就不要在硬盘上修改，把内容全部读到内存里，数据在内存里可以随便增删改查，修改之后，把内容全部写回硬盘，把原来的数据全部覆盖掉。
当然了，如果有些文件特别大，比如5G，那么一下吃掉这么大内存，非常浪费资源，所以更好的方法就是，如果不像占内存，那么就边读边写，也就是不修改源文件，但是可以打开丢文件的同时，生成一个新文件，边从旧的里面读，边往新的里面写，遇到需要修改的就改了再写道新文件，这样在内存里面一直只存一行内容，就不占内存了，但是也有一个缺点就是，虽然不占内存，但是占硬盘，每次修改，都要生成一份新文件，虽然改完后，可以把旧的覆盖掉，但是在改的过程中，还是有两份数据
3.6.1文件修改占硬盘
代码：
f_name= 'file.txt'
f_new_name = 'file_new.txt'
old_str = '123'
new_str = '123123123'
f = open(f_name,'r',encoding='gbk')
f_new = open(f_new_name,'w',encoding='gbk')
for line in f:
if old_str in line:
line = line.replace(old_str,new_str)
f_new.write(line)
f.close()
f_new.close()
上面的代码会生成一个修改后的新文件，源文件不动，若想覆盖源文件
代码如下：
import os os.replace(file_new_name,file_name)
3.6.2文件修改占内存
这样不需要占用两个文件，只需要写一个文件，直接r+就可以，但是会出现一个问题，就是要是以前文件内容多，现在少了，那会出错，为了避免这种错误的发生，使用truncate()就ok
userinfo.txt的内容：
1:www.baidu.com 2:www.google.com 3:www.tencent.com 4:www.tianmao.com 5:www.jingdong.com
f.truncate([size]) 把文件裁成规定的大小，默认的是裁到当前文件操作标记的位置。 如果size比文件的大小还要大，依据系统的不同可能是不改变文件， 也可能是用0把文件补到相应的大小，也可能是以一些随机的内容加上去。
file = open('userinfo.txt','r+',encoding='utf-8')
print('文件名为：',file.name)
line =file.readline()
print('读取第一行：%s' %line)
#截断剩下的字符串
file.truncate()
#尝试再次读取数据
line =file.readline()
print('读取数据：%s' %line)
file.close()
# 结果：
# 文件名为： userinfo.txt
# 读取第一行：1:www.baidu.com
#
# 读取数据：2:www.google.com
file = open('userinfo.txt','r+',encoding='utf-8')
print('文件名为：',file.name)
line =file.readline()
print('读取第一行：%s' %line)
#截断10的字符串
file.truncate(10)
#尝试再次读取数据
line =file.readline()
print('读取数据：%s' %line)
file.close()
结果：
文件名为： userinfo.txt
读取第一行：1:www.baid
读取数据：
四，补充内容
4.1 各种系统操作
注意：虽然python中提供了各种拼接目录的函数，但是，函数并不能保证字符编码不出问题，很大可能导致程序错误。所以最好还是自己拼接。
python中对文件、文件夹（文件操作函数）的操作需要涉及到os模块和shutil模块。
得到当前工作目录，即当前Python脚本工作的目录路径: os.getcwd()
返回指定目录下的所有文件和目录名:os.listdir()
函数用来删除一个文件:os.remove()
删除多个目录：os.removedirs（r“c：\python”）
检验给出的路径是否是一个文件：os.path.isfile()
检验给出的路径是否是一个目录：os.path.isdir()
判断是否是绝对路径：os.path.isabs()
检查是否快捷方式os.path.islink ( filename )
检验给出的路径是否真地存:os.path.exists()
返回一个路径的目录名和文件名:os.path.split() eg os.path.split('/home/swaroop/byte/code/poem.txt') 结果：('/home/swaroop/byte/code', 'poem.txt')
分离扩展名：os.path.splitext()
获取路径名：os.path.dirname()
获取文件名：os.path.basename()
运行shell命令: os.system()
读取和设置环境变量:os.getenv() 与os.putenv()
给出当前平台使用的行终止符:os.linesep Windows使用'\r\n'，Linux使用'\n'而Mac使用'\r'
指示你正在使用的平台：os.name 对于Windows，它是'nt'，而对于Linux/Unix用户，它是'posix'
重命名：os.rename（old， new）
创建多级目录：os.makedirs（r“c：\python\test”）
创建单个目录：os.mkdir（“test”）
获取文件属性：os.stat（file）
修改文件权限与时间戳：os.chmod（file）
终止当前进程：os.exit（）
获取文件大小：os.path.getsize（filename）
4.2 各种目录操作
os.mkdir("file") 创建目录
复制文件：
shutil.copyfile("oldfile","newfile") oldfile和newfile都只能是文件
shutil.copy("oldfile","newfile") oldfile只能是文件夹，newfile可以是文件，也可以是目标目录
复制文件夹：
shutil.copytree("olddir","newdir") olddir和newdir都只能是目录，且newdir必须不存在
重命名文件（目录）
os.rename("oldname","newname") 文件或目录都是使用这条命令
移动文件（目录）
shutil.move("oldpos","newpos")
删除文件
os.remove("file")
删除目录
os.rmdir("dir")只能删除空目录
shutil.rmtree("dir") 空目录、有内容的目录都可以删
转换目录
os.chdir("path") 换路径
ps: 文件操作时，常常配合正则表达式：
img_dir = img_dir.replace('\\','/')
五，文件处理习题
文件操作分为读，写，修改
5.1 读文件
举例如下：
f = open(file=‘userinfo.txt',mode='r',encoding='utf-8') data = f.read() f.close()
上述操作语法解释如下：
file=‘userinfo.txt' 表示文件路径
mode='r' 表示只读（可以修改为其他）
encoding='utf-8' 表示将硬盘上的 0101010 按照utf-8的规则去“断句”，
再将“断句”后的每一段0101010转换成unicode的 01010101，unicode对照表中有01010101和
字符的对应关系。
f.read() 表示读取所有内容，内容是已经转换完毕的字符串。
f.close() 表示关闭文件
再看一个例子：
f = open(file='userinfo.txt',mode='rb') data = f.read() f.close()
上述操作语法解释：
file='userinfo.txt' 表示文件路径 mode='rb' 表示只读（可以修改为其他） f.read() 表示读取所有内容，内容是硬盘上原来以某种编码保存010101010，即：某种编码格式的字节类型 f.close() 表示关闭文件
问：两个例子的区别在哪？
答：在于示例2打开文件时并未指定encoding,这是为何？是因为直接以rb模式打开了文件 ，rb是指二进制模式，数据读到内存里直接是bytes格式，如果想内容，还需要手动decode,因此在文件打开阶段，不需要指定编码
问：假设你不知道你要处理的文件是什么编码可怎么办？
import chardet
f = open('log',mode='rb')
data = f.read()
f.close()
result = chardet.detect(open('log',mode='rb').read())
print(result)
输出：
{'encoding': 'GB2312', 'confidence': 0.99, 'language': 'Chinese'}
注意：
- 文件操作时，以 “r”或“rb” 模式打开，则只能读，无法写入；
- 硬盘上保存的文件都是某种编码的0101010，打开时需要注意：
- rb，直接读取文件保存时原生的0101010，在Python中用字节类型表示
- r和encoding，读取硬盘的0101010，并按照encoding指定的编码格式进行断句，再将“断句”后的每一段0101010转换成unicode的 010101010101，在Python中用字符串类型表示
5.2文件操作的其他功能
def fileno(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
返回文件句柄在内核中的索引值，以后做IO多路复用时可以用到
def flush(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
把文件从内存buffer里强制刷新到硬盘
def readable(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
判断是否可读
def readline(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
只读一行，遇到\r or \n为止
def seek(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
把操作文件的光标移到指定位置
*注意seek的长度是按字节算的， 字符编码存每个字符所占的字节长度不一样。
如“路飞学城” 用gbk存是2个字节一个字，用utf-8就是3个字节，因此以gbk打开时，seek(4) 就把光标切换到了“飞”和“学”两个字中间。
但如果是utf8,seek(4)会导致，拿到了飞这个字的一部分字节，打印的话会报错，因为处理剩下的文本时发现用utf8处理不了了，因为编码对不上了。少了一个字节
def seekable(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
判断文件是否可进行seek操作
def tell(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
返回当前文件操作光标位置
def truncate(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
按指定长度截断文件
*指定长度的话，就从文件开头开始截断指定长度，不指定长度的话，就从当前位置到文件尾部的内容全去掉。
def writable(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
判断文件是否可写
5.3 例题
读文件找到第9个字符，华 ，找到第二行的 实，删除最后一行 写入文件
桃之夭夭，灼灼其华。之子于归，宜其室家。
桃之夭夭，有蕡其实。之子于归，宜其家室。
桃之夭夭，其叶蓁蓁。之子于归，宜其家人。
# 2.读文件找到第9个字符，华 ，找到第二行的 实，删除最后一行 写入文件
# 桃之夭夭，灼灼其华。之子于归，宜其室家。
# 桃之夭夭，有蕡其实。之子于归，宜其家室。
# 桃之夭夭，其叶蓁蓁。之子于归，宜其家人。
f = open('poem.txt', 'r+', encoding='utf-8')
# f.seek(3*8)
# print(f.read(1))
# f.seek(3*28+2)
# print(f.read(1))
data_list = f.readlines()
print(data_list)
data_list.pop()
print(data_list)
f.seek(0)
f.truncate()
f.write(''.join(data_list))
5.4 例题：读取一个文件下的所有文件
import os
def read_image(image_dir):
photofile_list = os.listdir(image_dir)
for i in range(len(photofile_list)):
photo_path = os.path.join(image_dir,photofile_list[i])
print(photo_path)
5.5 例题：判定目录是否存在，若不存在即创建
import os
if not os.path.isdir(dir_name):
os.makedir(dir_name)
os.mkdir()创建路径中的最后一级目录，而如果之前的目录不存在并且也需要创建的话，就会报错。
os.makedirs()创建多层目录，如果中间目录都不存在的话，会自动创建。
5.6 读取文件的行数
import csv
a=open("Train_A_wear.csv","r")
b=len(a.readlines())
print(b)
5.7 批量重命名文件名
import os
class BatchRename():
# 批量重命名文件夹中的图片文件
def __init__(self):
self.path_A = '../binary_variable/A'
self.path_B = '../binary_variable/B'
def rename(self):
filelist_A = os.listdir(self.path_A)
filelist_B = os.listdir(self.path_B)
total_num_A = len(filelist_A)
total_num_B = len(filelist_B)
i = 1
for item in filelist_A:
# 初始的图片的格式为jpg格式的，或者png
if item.endswith('.jpg') or item.endswith('png'):
src = os.path.join(os.path.abspath(self.path_A), item)
# 处理后的格式也为jpg格式的，当然这里也可以改成png格式
dst = os.path.join(os.path.abspath(self.path_A), str(i) + '.jpg')
try:
os.rename(src, dst)
i = i + 1
except:
continue
for item in filelist_B:
# 初始的图片的格式为jpg格式的，或者png
if item.endswith('.jpg') or item.endswith('png'):
src = os.path.join(os.path.abspath(self.path_B), item)
# 处理后的格式也为jpg格式的，当然这里也可以改成png格式
dst = os.path.join(os.path.abspath(self.path_B), str(i) + '.jpg')
try:
os.rename(src, dst)
i = i + 1
except:
continue
if __name__ == '__main__':
demo = BatchRename()
demo.rename()
