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利用 Python 脚本批量创建空白 Markdown 笔记

1 背景介绍

我学视频课有个习惯：每学完一节课，就相应创建一个 Markdown 格式的纯文本自学笔记，方便日后查阅。久而久之，要创建的笔记文件越来越多，如果再要求这些文件都具备统一的格式（例如文件名的命名风格、统一的标题模板等等），无形中就会多出不少工作量。之前我都是用 PowerShell + ChatGPT 来批量生成这些文件夹和文件名，虽然脚本编写比较繁琐，但可以一劳永逸，倒也划算；前段时间入坑 Python，正好可以练练文件操作和正则表达式，才发现 Python 处理起这类问题来比 PowerShell 轻松太多了。

2 需求描述

这里随便找了一个视频课，原始的课程目录长这样：

【图 1：原始课程目录结构（节选）】

复制到一个临时文件 toc.md 后长这样：

【图 2：复制到临时文件 toc.md 后的课程目录（节选）】

而我想要的效果，是用 Python 脚本批量生成这样的文件结构：

【图 3：最终希望实现的笔记目录结构与内容模板】

3 明确思路

再复杂的需求也可以拆分成若干个可以轻松实现的单元。多行的批量处理可以先简化为某一行的处理：

1. 读取 toc.md 的某一行，赋给一个变量 line；
2. 判定 line 是按文件夹处理，还是按 .md 文件处理（通过正则表达式判定）；
   1. 是文件夹：
      1. 创建该文件夹；
      2. 提取章节编号（如 Ch01），以便本章笔记文件使用；
      3. 重置笔记文件的二级目录编号（比如上一行编号为 Ch01.2，这一行需要重置为 Ch2.1）
   2. 是文件：
      1. 获取当前章节编号，生成对应的文件名
      2. 获取当前章节编号，生成对应的 Markdown 文本内容
      3. 二级目录编号递增 1
3. 遍历完 toc.md 后，根据文件名是否以 .md 结尾，可以判定生成的是文件夹还是 Markdown 文件：
   1. 是文件夹：创建该文件夹，并更新当前路径（curr_path，以便后续笔记文件引用）；
   2. 是文件：根据当前路径生成对应的笔记文件，同时写入文本内容。

4 具体实现

4.1. 遍历 toc.md 文件，收集文件名和对应的文件内容

创建 Python 脚本文件 generate_files.py，确定信息采集逻辑：

def make_chapter(line):pass
def make_section(line, chp_num, sec_num):pass# 参数初始化
chp_num = '0'  # 章节号
sec_num = 1    # 小节号
(contents, file_names) = ([], []) # 初始化章节内容、文件名# 读取课程目录文件
with open('./toc.md', 'r') as f:# 读取文件的每一行，去掉行尾的换行符，然后存入列表 lineslines = [l.strip() for l in f.readlines()] for line in lines:# 判断行首是否是数字，如果是，说明是章节标题starts_with_digit = re.match(r'^(\d+)\.', line)if starts_with_digit:# 如果是章节标题，则生成该章节的 文件名 和 章节号(file_name, chapter_num) = make_chapter(line)# 添加本章的章节内容（仅占位用，文件夹没有文本内容）contents.append('placeholder')# 添加本章的文件名file_names.append(file_name)# 更新章节号chp_num = chapter_numelse:# 如果不是章节标题，则生成该小节的 文本内容 和 文件名(sec_file_name, sec_content) = make_section(line, chp_num, sec_num)# 添加该小节的文本内容file_names.append(sec_file_name)# 添加该小节的文件名contents.append(sec_content)# 按本行的实际作用动态更新小节编号sec_num = 1 if starts_with_digit else (sec_num + 1)

注意：make_chapter 函数（L1、L22）和 make_section 函数（L3、L34）暂不实现，先确定大流程。

4.2. 实现文件批量生成逻辑

利用 4.1 的信息采集逻辑，就可以批量生成文件/文件夹了：

# 批量生成文件
curr_path = ''
for index, (file_or_path, cont) in enumerate(zip(file_names, contents)):if file_or_path.endswith('.md'):file = file_or_pathwith open(f'./{curr_path}/{file}', 'w') as f:f.write(cont + '\n')else:path = file_or_pathos.makedirs(path, exist_ok=True)curr_path = path

4.3. 补全缺失的工具函数

大流程确定后，再来实现 make_chapter 函数和 make_section 函数：

#!/usr/bin/env pythonimport re
import osdef dashed(s, sep=' '):passdef sanitize_filename(s):passdef repl(match):passdef make_chapter(line):"""Generates the specific file name and the corresponding chapter number for this chapter.Args:line (string): The original line of text to be processed.Returns:tuple: A tuple containing the file name and the chapter number.Example:Input: line: '1. Getting Started with GitHub Actions'Output: ('Ch01_Getting_Started_with_GitHub_Actions.md', '1')"""pttn = r'(\d+)\.(.*)'re.findall(pttn, line)file_name = re.sub(pttn, repl, line)chapter_num = re.sub(pttn, r'\1', line)   return (file_name, chapter_num)def make_section(line, chapter_num, section_num):"""Generates the specific file name and corresponding content for this section.Args:line (string): The original line of text to be processed.chapter_num (string): The current chapter number.section_num (int): The current section number.Returns:tuple: A tuple containing the file name and the content of the section.Example:Input: line: '   - Welcome to the Course!'chapter_num: '1'section_num: 1Output: ('Ch01_1_Introduction_to_the_Course.md', '## Ch01.1 Introduction to the Course')"""line = line.strip('- ')header_part = f'Ch{chapter_num.zfill(2)}_{section_num}'content_part = dashed(line, '_').replace('---', '_')file_name = f'{header_part}_{content_part}'title_content = f'## Ch{chapter_num.zfill(2)}.{section_num} {line}'return (f'{sanitize_filename(file_name)}.md', title_content)

4.4. 进一步补全工具函数中的工具函数

为了方便管理，再对工具函数中出现的几个工具函数做进一步实现：

def dashed(s, sep=' '):"""Removes leading and trailing whitespaces and replaces all other whitespaces with the specified separator.Args:s (str): The original string to be processedsep (str, optional): The separator string. Defaults to ' '.Returns:string: The processed string."""return sep.join(s.strip().split())def sanitize_filename(s):"""Sanitizes the file name by removing all characters except letters, numbers, underscores, and dots.Args:s (string): The original file name to be sanitized.Returns:string: The sanitized file name."""# 只保留字母、数字、下划线和点，其他字符都删除pttn = r'[^\w -]'re.findall(pttn, s)return re.sub(pttn, '', s)def repl(match):"""Generates the specific file name for this chapter.Args:match (Match[string]): The matched object from the regular expression.Returns:string: The file name for this chapter."""num = match.group(1)content = match.group(2)file_name = f'Ch{num.zfill(2)}_{dashed(content, "_")}'return sanitize_filename(file_name)

5 脚本运行

使用以下命令运行脚本：

python generate_files.py

不到两秒，就生成了所有的文件夹和 Markdown 空白文件：

【图 4：检查最终的批量生成结果（符合预期）】

6 注意事项

由于是第一次尝试 Python 脚本，调试过程中走了不少弯路，这里集中梳理一下：

1. 一定要小步走，多迭代；
2. 按抽象层次依次实现每一层的函数逻辑，方便后续管理；
3. 读取每一行文本都会包含一个 \n 换行符，需要用 str.strip() 处理掉；
4. 先用 re.findall 捕获匹配结果，然后再用 re.sub 执行替换，否则后者始终输出空字符串；
5. 访问捕获的结果时，注意 f-string 和 r-string 中反斜杠 \ 的不同写法，前者要写成 \\，而后者直接写成 \ 即可；
6. 脚本运行前提前做好备份（以避免 rm -Recurse -Force * 把 Python 脚本文件本身也删没了的杯具。。）；
7. 尽量避免引用全局变量，多用参数传参（本例必须使用全局变量，以实时获取当前的文件夹名称和路径）；
8. 主体框架确定后，今后只需要修改文件夹和文件的处理逻辑，就可以适应不同的原始数据。
9. os.makedirs(path, exist_ok=True) 中的 exist_ok 参数用于控制在指定路径已经存在时的行为：
10. 当 exist_ok=True 时，如果目标目录已经存在，makedirs 不会抛出异常（本例暂不涉及）；
11. 当 exist_ok=False（默认值）时，如果目标目录已存在，则会抛出 FileExistsError 异常。
12. 重视代码注释和函数文档（docstring）的书写，既方便别人，也方便自己（主要是写给自己看的）