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# Task 04 Python办公自动化--PDF篇
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PDF 操作是的知识点，初级的 PDF 自动化包括 PDF 文档的拆分、合并、提取等操作，更高级的还包括 WORD与PDF互转等
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初级操作一般比较常用，也可以解决较多的办公内容，所以本节将会主要介绍 PDF 的初级操作，具体内容将会从以下几个小节展开：
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- [Task 04 Python办公自动化--PDF篇](#task-04-python办公自动化--pdf篇)
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- [4.1. 相关介绍](#41-相关介绍)
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- [4.2. 批量拆分](#42-批量拆分)
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- [4.3. 批量合并](#43-批量合并)
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- [4.4. 提取文字内容](#44-提取文字内容)
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- [4.5. 提取表格内容](#45-提取表格内容)
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- [4.6 提取图片内容](#46-提取图片内容)
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- [4.7 转换为图片](#47-转换为图片)
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- [4.7.1 安装 pdf2image](#471-安装-pdf2image)
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- [4.7.2 安装组件](#472-安装组件)
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- [4.8. 添加水印](#48-添加水印)
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- [4.9. 文档加密与解密](#49-文档加密与解密)
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下面直接开始本节内容。
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## 4.1. 相关介绍
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Python 操作 PDF 会用到两个库，分别是：PyPDF2 和 pdfplumber
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其中 **PyPDF2** 可以更好的读取、写入、分割、合并PDF文件，而 **pdfplumber** 可以更好的读取 PDF 文件中内容和提取 PDF 中的表格
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对应的官网分别是：
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> PyPDF2：https://pythonhosted.org/PyPDF2/
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>
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> pdfplumber：https://github.com/jsvine/pdfplumber
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由于这两个库都不是 Python 的标准库，所以在使用之前都需要单独安装
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win+r 后输入 cmd 打开 command 窗口，依次输入如下命令进行安装：
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> pip install PyPDF2
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>
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> pip install pdfplumber
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安装完成后显示 success 则表示安装成功
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另外，在下文中需要用到两个文件：一个是本次教程的处理目标PDF、一个是在添加水印章节需要用到的水印PDF文件
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其中第一个PDF大家可以换成自己想要处理的目标PDF，在下文的代码中修改相应的名称即可；第二个PDF大家可以根据文中给出的教程自行生成水印PDF文件（嫌麻烦的同学可以直接用我提供的水印PDF即可）
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上述两个文件的下载链接如下：https://pan.baidu.com/s/10OpbHzyQBTWhJ9Rz7t1_BQ 提取码：1025
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> 另外，需要注意的是，第一个PDF和第二个PDF直接放在运行代码的同级目录下即可，运行的时候无需创建文件夹，大家注意下！
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## 4.2. 批量拆分
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将一个完整的 PDF 拆分成几个小的 PDF，因为主要涉及到 PDF 整体的操作，所以本小节需要用到 PyPDF2 这个库
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拆分的大概思路如下：
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- 读取 PDF 的整体信息、总页数等
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- 遍历每一页内容，以每个 step 为间隔将 PDF 存成每一个小的文件块
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- 将小的文件块重新保存为新的 PDF 文件
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需要注意的是，在拆分的过程中，可以手动设置间隔，例如：每5页保存成一个小的 PDF 文件
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拆分的代码如下：
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```python
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import os
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from PyPDF2 import PdfFileWriter, PdfFileReader
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def split_pdf(filename, filepath, save_dirpath, step=5):
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"""
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拆分PDF为多个小的PDF文件，
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@param filename:文件名
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@param filepath:文件路径
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@param save_dirpath:保存小的PDF的文件路径
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@param step: 每step间隔的页面生成一个文件，例如step=5，表示0-4页、5-9页...为一个文件
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@return:
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"""
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if not os.path.exists(save_dirpath):
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os.mkdir(save_dirpath)
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pdf_reader = PdfFileReader(filepath)
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# 读取每一页的数据
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pages = pdf_reader.getNumPages()
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for page in range(0, pages, step):
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pdf_writer = PdfFileWriter()
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# 拆分pdf，每 step 页的拆分为一个文件
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for index in range(page, page+step):
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if index < pages:
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pdf_writer.addPage(pdf_reader.getPage(index))
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# 保存拆分后的小文件
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save_path = os.path.join(save_dirpath, filename+str(int(page/step)+1)+'.pdf')
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print(save_path)
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with open(save_path, "wb") as out:
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pdf_writer.write(out)
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print("文件已成功拆分，保存路径为："+save_dirpath)
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
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filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
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save_dirpath = os.path.join(os.getcwd(), '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告【拆分】')
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split_pdf(filename, filepath, save_dirpath, step=5)
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```
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以“易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告”为例，整个 PDF 文件一共 46 页，每5页为间隔，最终生成了10个小的 PDF 文件
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**需要注意的是：**
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如果你是第一次运行代码，在运行过程中报如下的错误，可以通过以下方法解决：
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如果是在 Pycharm 下，直接通过报错信息，点击 utils.py 文件，定位到第 238 行原文
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原文中是这样的：
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```python
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r = s.encode('latin-1')
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if len(s) < 2:
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bc[s] = r
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return r
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```
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修改为：
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```python
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try:
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r = s.encode('latin-1')
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if len(s) < 2:
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bc[s] = r
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return r
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except Exception as e:
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r = s.encode('utf-8')
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if len(s) < 2:
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bc[s] = r
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return r
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```
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如果你使用的是 **anaconda**，对应的文件路径应该为：anaconda\Lib\site-packages\PyPDF2\utils.py，进行同样的修改操作即可
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## 4.3. 批量合并
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比起拆分来，合并的思路更加简单：
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- 确定要合并的 **文件顺序**
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- 循环追加到一个文件块中
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- 保存成一个新的文件
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对应的代码比较简单，基本不会出现问题：
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```python
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import os
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from PyPDF2 import PdfFileReader, PdfFileWriter
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def concat_pdf(filename, read_dirpath, save_filepath):
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"""
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合并多个PDF文件
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@param filename:文件名
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@param read_dirpath:要合并的PDF目录
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@param save_filepath:合并后的PDF文件路径
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@return:
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"""
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pdf_writer = PdfFileWriter()
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# 对文件名进行排序
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list_filename = os.listdir(read_dirpath)
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list_filename.sort(key=lambda x: int(x[:-4].replace(filename, "")))
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for filename in list_filename:
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print(filename)
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filepath = os.path.join(read_dirpath, filename)
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# 读取文件并获取文件的页数
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pdf_reader = PdfFileReader(filepath)
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pages = pdf_reader.getNumPages()
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# 逐页添加
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for page in range(pages):
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pdf_writer.addPage(pdf_reader.getPage(page))
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# 保存合并后的文件
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with open(save_filepath, "wb") as out:
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pdf_writer.write(out)
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print("文件已成功合并，保存路径为："+save_filepath)
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
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read_dirpath = os.path.join(os.getcwd(), '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告【拆分】')
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save_filepath = os.path.join(os.getcwd(), '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告-合并后.pdf')
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concat_pdf(filename, read_dirpath, save_filepath)
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```
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## 4.4. 提取文字内容
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涉及到具体的 PDF 内容 操作，本小节需要用到 pdfplumber 这个库
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在进行文字提取的时候，主要用到 extract_text 这个函数
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具体代码如下：
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```python
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import os
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import pdfplumber
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def extract_text_info(filepath):
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"""
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提取PDF中的文字
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@param filepath:文件路径
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@return:
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"""
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with pdfplumber.open(filepath) as pdf:
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# 获取第2页数据
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page = pdf.pages[1]
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print(page.extract_text())
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
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filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
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# 提取文字内容
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extract_text_info(filepath)
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```
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可以看到，直接通过下标即可定位到相应的页码，从而通过 extract_text 函数提取该也的所有文字
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而如果想要提取所有页的文字，只需要改成：
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```python
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with pdfplumber.open(filepath) as pdf:
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# 获取全部数据
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for page in pdf.pages
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print(page.extract_text())
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```
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例如，提取“易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告” 第一页的内容时，源文件是这样的：
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运行代码后提取出来是这样的：
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> 拓展一下：此处可以结合前面 word 小节，将内容写入 word 文件中
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## 4.5. 提取表格内容
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同样的，本节是对具体内容的操作，所以也需要用到 pdfplumber 这个库
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和提取文字十分类似的是，提取表格内容只是将 extract_text 函数换成了 extract_table 函数
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对应的代码如下：
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```python
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import os
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import pandas as pd
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import pdfplumber
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def extract_table_info(filepath):
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"""
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提取PDF中的图表数据
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@param filepath:
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@return:
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||
"""
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with pdfplumber.open(filepath) as pdf:
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# 获取第18页数据
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page = pdf.pages[17]
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# 如果一页有一个表格，设置表格的第一行为表头，其余为数据
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table_info = page.extract_table()
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df_table = pd.DataFrame(table_info[1:], columns=table_info[0])
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||
df_table.to_csv('dmeo.csv', index=False, encoding='gbk')
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
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filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
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# 提取表格内容
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extract_table_info(filepath)
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```
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上面代码可以获取到第 18 页的第一个表格内容，并且将其保存为 csv 文件存在本地
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> 但是，如果说第 18 页有多个表格内容呢？
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因为读取的表格会被存成二维数组，而多个二维数组就组成一个三维数组
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遍历这个三位数组，就可以得到该页的每一个表格数据，对应的将 extract_table 函数 改成 extract_tables 即可
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具体代码如下：
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```python
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import os
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import pandas as pd
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import pdfplumber
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def extract_table_info(filepath):
|
||
"""
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||
提取PDF中的图表数据
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@param filepath:
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@return:
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||
"""
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with pdfplumber.open(filepath) as pdf:
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# 获取第7页数据
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page = pdf.pages[6]
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# 如果一页有多个表格，对应的数据是一个三维数组
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tables_info = page.extract_tables()
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for index in range(len(tables_info)):
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||
# 设置表格的第一行为表头，其余为数据
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df_table = pd.DataFrame(tables_info[index][1:], columns=tables_info[index][0])
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df_table.to_csv('dmeo.csv', index=False, encoding='gbk')
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
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||
filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
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# 提取表格内容
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extract_table_info(filepath)
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```
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以“易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告” 第 xx 页的第一个表格为例：
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源文件中的表格是这样的：
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提取并存入 excel 之后的表格是这样的：
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## 4.6 提取图片内容
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提取 PDF 中的图片和将 PDF 转存为图片是不一样的（下一小节），需要区分开。
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提取图片：顾名思义，就是将内容中的图片都提取出来；转存为图片：则是将每一页的 PDF 内容存成一页一页的图片，下一小节会详细说明
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转存为图片中，需要用到一个模块叫 fitz，fitz 的最新版 1.18.13，非最新版的在部分函数名称上存在差异，代码中会标记出来
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使用 fitz 需要先安装 PyMuPDF 模块，安装方式如下：
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> pip install PyMuPDF
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提取图片的整体逻辑如下：
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- 使用 fitz 打开文档，获取文档详细数据
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- 遍历每一个元素，通过正则找到图片的索引位置
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- 使用 Pixmap 将索引对应的元素生成图片
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- 通过 size 函数过滤较小的图片
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实现的具体代码如下：
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```python
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import os
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import re
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import fitz
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def extract_pic_info(filepath, pic_dirpath):
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"""
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提取PDF中的图片
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@param filepath:pdf文件路径
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@param pic_dirpath:要保存的图片目录路径
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@return:
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||
"""
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if not os.path.exists(pic_dirpath):
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os.makedirs(pic_dirpath)
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# 使用正则表达式来查找图片
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check_XObject = r"/Type(?= */XObject)"
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check_Image = r"/Subtype(?= */Image)"
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img_count = 0
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"""1. 打开pdf，打印相关信息"""
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pdf_info = fitz.open(filepath)
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# 1.16.8版本用法 xref_len = doc._getXrefLength()
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# 最新版本
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xref_len = pdf_info.xref_length()
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# 打印PDF的信息
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print("文件名：{}, 页数: {}, 对象: {}".format(filepath, len(pdf_info), xref_len-1))
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"""2. 遍历PDF中的对象，遇到是图像才进行下一步，不然就continue"""
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for index in range(1, xref_len):
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# 1.16.8版本用法 text = doc._getXrefString(index)
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# 最新版本
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text = pdf_info.xref_object(index)
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is_XObject = re.search(check_XObject, text)
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is_Image = re.search(check_Image, text)
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# 如果不是对象也不是图片，则不操作
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if is_XObject or is_Image:
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img_count += 1
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# 根据索引生成图像
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pix = fitz.Pixmap(pdf_info, index)
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pic_filepath = os.path.join(pic_dirpath, 'img_' + str(img_count) + '.png')
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"""pix.size 可以反映像素多少，简单的色素块该值较低，可以通过设置一个阈值过滤。以阈值 10000 为例过滤"""
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# if pix.size < 10000:
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# continue
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"""三、 将图像存为png格式"""
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if pix.n >= 5:
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# 先转换CMYK
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pix = fitz.Pixmap(fitz.csRGB, pix)
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# 存为PNG
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pix.writePNG(pic_filepath)
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
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filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
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pic_dirpath = os.path.join(os.getcwd(), '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告【文中图片】')
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# 提取图片内容
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extract_pic_info(filepath, pic_dirpath)
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```
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以本节示例的“易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告” 中的图片为例，代码运行后提取的图片如下：
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这个结果和文档中的共 1 张图片的 **结果符合**
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## 4.7 转换为图片
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转换为照片比较简单，就是将一页页的 PDF 转换为一张张的图片。大致过程如下：
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### 4.7.1 安装 pdf2image
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首先需要安装对应的库，最新的 pdf2image 库版本应该是 1.14.0
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它的 github地址 为：https://github.com/Belval/pdf2image ，感兴趣的可以自行了解
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安装方式如下：
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> pip install pdf2image
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### 4.7.2 安装组件
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对于不同的平台，需要安装相应的组件，这里以 windows 平台和 mac 平台为例：
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**Windows 平台**
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对于 windows 用户需要安装 poppler for Windows，安装链接是：http://blog.alivate.com.au/poppler-windows/
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另外，还需要添加环境变量， 将 bin 文件夹的路径添加到环境变量 PATH 中
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> 注意这里配置之后需要重启一下电脑才会生效，不然会报如下错误：
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**Mac**
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对于 mac 用户，需要安装 poppler for Mac，具体可以参考这个链接：http://macappstore.org/poppler/
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详细代码如下：
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```python
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import os
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from pdf2image import convert_from_path, convert_from_bytes
|
||
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||
def convert_to_pic(filepath, pic_dirpath):
|
||
"""
|
||
每一页的PDF转换成图片
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@param filepath:pdf文件路径
|
||
@param pic_dirpath:图片目录路径
|
||
@return:
|
||
"""
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||
print(filepath)
|
||
if not os.path.exists(pic_dirpath):
|
||
os.makedirs(pic_dirpath)
|
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||
images = convert_from_bytes(open(filepath, 'rb').read())
|
||
# images = convert_from_path(filepath, dpi=200)
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for image in images:
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||
# 保存图片
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||
pic_filepath = os.path.join(pic_dirpath, 'img_'+str(images.index(image))+'.png')
|
||
image.save(pic_filepath, 'PNG')
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|
||
# PDF转换为图片
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||
convert_to_pic(filepath, pic_dirpath)
|
||
|
||
|
||
filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
|
||
filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
|
||
pic_dirpath = os.path.join(os.getcwd(), '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告【转换为图片】')
|
||
# PDF转换为图片
|
||
convert_to_pic(filepath, pic_dirpath)
|
||
|
||
```
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||
以本节示例的“易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告” 中的图片为例，该文档共 46 页，保存后的 PDF 照片如下：
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一共 46 张图片
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## 4.8. 添加水印
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PDF 中添加水印，首先需要一个水印PDF文件，然后依次通过 mergePage 操作将每一页的 PDF 文件合并到水印文件上，据此，每一页的 PDF 文件将是一个带有水印的 PDF 文件
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最后，将每一页的水印 PDF 合并成一个 PDF 文件即可
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**生成水印**
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生成水印的方式比较多，例如在图片添加水印，然后将图片插入到 word 中，最后将 word 保存成 PDF 文件即可
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生成一张 A4 纸大小的空白图片，参考这篇文章：[Python 批量加水印！轻松搞定！](https://mp.weixin.qq.com/s/_oJA6lbsdMlRRsBf6DPxsg) 给图片添加水印，最终的水印背景图片是这样的：
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然后将图片插入到 word 中并最终生成一个水印 PDF 文档
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PDF 文档添加水印的主要代码如下：
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```python
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||
import os
|
||
from copy import copy
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from PyPDF2 import PdfFileReader, PdfFileWriter
|
||
|
||
def add_watermark(filepath, save_filepath, watermark_filepath):
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"""
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添加水印
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@param filepath:PDF文件路径
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@param save_filepath:最终的文件保存路径
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@param watermark_filepath:水印PDF文件路径
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@return:
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"""
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"""读取PDF水印文件"""
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# 可以先生成一个空白A4大小的png图片，通过 https://mp.weixin.qq.com/s/_oJA6lbsdMlRRsBf6DPxsg 教程的方式给图片加水印，将图片插入到word中并最终生成一个水印PDF文档
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watermark = PdfFileReader(watermark_filepath)
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watermark_page = watermark.getPage(0)
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pdf_reader = PdfFileReader(filepath)
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pdf_writer = PdfFileWriter()
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for page_index in range(pdf_reader.getNumPages()):
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current_page = pdf_reader.getPage(page_index)
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# 封面页不添加水印
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if page_index == 0:
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new_page = current_page
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else:
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new_page = copy(watermark_page)
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new_page.mergePage(current_page)
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pdf_writer.addPage(new_page)
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# 保存水印后的文件
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with open(save_filepath, "wb") as out:
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pdf_writer.write(out)
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
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filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
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save_filepath = os.path.join(os.getcwd(), '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告-水印.pdf')
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watermark_filepath = os.path.join(os.getcwd(), 'watermark.pdf')
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# 添加水印
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add_watermark(filepath, save_filepath, watermark_filepath)
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```
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以本节示例的“易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告” 为例，添加水印后的文档如下：
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## 4.9. 文档加密与解密
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你可能在打开部分 PDF 文件的时候，会弹出下面这个界面：
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这种就是 PDF 文件被加密了，在打开的时候需要相应的密码才行
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本节所提到的也只是基于 PDF 文档的加密解密，而不是所谓的 PDF 密码破解。
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在对 PDF 文件加密需要使用 encrypt 函数，对应的加密代码也比较简单：
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```python
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import os
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from PyPDF2 import PdfFileReader, PdfFileWriter
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def encrypt_pdf(filepath, save_filepath, passwd='xiaoyi'):
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"""
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PDF文档加密
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@param filepath:PDF文件路径
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@param save_filepath:加密后的文件保存路径
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@param passwd:密码
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@return:
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"""
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pdf_reader = PdfFileReader(filepath)
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pdf_writer = PdfFileWriter()
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for page_index in range(pdf_reader.getNumPages()):
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pdf_writer.addPage(pdf_reader.getPage(page_index))
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# 添加密码
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pdf_writer.encrypt(passwd)
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with open(save_filepath, "wb") as out:
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pdf_writer.write(out)
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告.pdf'
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filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
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save_filepath = os.path.join(os.getcwd(), '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告-加密后.pdf')
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# 文档加密
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encrypt_pdf(filepath, save_filepath, passwd='xiaoyi')
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```
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代码执行成功后再次打开 PDF 文件则需要输入密码才行
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根据这个思路，破解 PDF 也可以通过暴力求解实现，例如：通过本地密码本一个个去尝试，或者根据数字+字母的密码形式循环尝试，最终成功打开的密码就是破解密码
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> 上述破解方法耗时耗力，不建议尝试
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另外，针对已经加密的 PDF 文件，也可以使用 decrypt 函数进行解密操作
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解密代码如下：
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```python
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def decrypt_pdf(filepath, save_filepath, passwd='xiaoyi'):
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"""
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解密 PDF 文档并且保存为未加密的 PDF
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@param filepath:PDF文件路径
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@param save_filepath:解密后的文件保存路径
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@param passwd:密码
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@return:
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"""
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pdf_reader = PdfFileReader(filepath)
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# PDF文档解密
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pdf_reader.decrypt('xiaoyi')
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pdf_writer = PdfFileWriter()
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for page_index in range(pdf_reader.getNumPages()):
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pdf_writer.addPage(pdf_reader.getPage(page_index))
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with open(save_filepath, "wb") as out:
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||
pdf_writer.write(out)
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filename = '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告-加密后.pdf'
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filepath = os.path.join(os.getcwd(), filename)
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save_filepath = os.path.join(os.getcwd(), '易方达中小盘混合型证券投资基金2020年中期报告-解密后.pdf')
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# 文档解密
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decrypt_pdf(filepath, save_filepath, passwd='xiaoyi')
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```
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解密完成后的 PDF 文档打开后不再需要输入密码，如需加密可再次执行加密代码。
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**Task04 END.**
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--- By: xiaoyi
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>**Datawhale成员，数据分析从业者，金融风控爱好者**
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>**公众号：小一的学习笔记**
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