在Python中，操作文件系统是开发过程中经常遇到的任务。Python标准库中的os和shutil模块提供了许多函数和方法，帮助我们在文件系统中执行各种操作，如文件和目录的创建、删除、复制、移动等。本文将介绍使用os和shutil模块操作文件系统的实用技巧，帮助你在日常开发中更加高效地管理文件和目录。
- 导入
os和shutil模块
首先，我们需要导入os和shutil模块：
import os
import shutil- 获取和设置当前工作目录
在Python脚本中，当前工作目录是指脚本执行时默认的目录位置。可以使用os模块来获取和设置当前工作目录。
2.1 获取当前工作目录
current_dir = os.getcwd()
print(f"当前工作目录: {current_dir}")2.2 设置当前工作目录
new_dir = "/path/to/directory"
os.chdir(new_dir)
print(f"工作目录已更改为: {new_dir}")- 创建和删除目录
使用os模块可以轻松创建和删除目录。
3.1 创建目录
使用os.mkdir()可以创建一个单层目录。如果需要创建多层嵌套的目录，可以使用os.makedirs()。
# 创建单层目录
os.mkdir('new_folder')
# 创建多层目录
os.makedirs('parent_folder/child_folder')3.2 删除目录
使用os.rmdir()可以删除一个空目录。如果要删除包含文件的目录，需要使用shutil.rmtree()。
# 删除空目录
os.rmdir('new_folder')
# 删除包含文件的目录
shutil.rmtree('parent_folder')- 创建和删除文件
4.1 创建文件
可以通过Python内建的open()函数创建一个新文件。
with open('example.txt', 'w') as f:
f.write('This is a new file.')4.2 删除文件
使用os.remove()可以删除指定的文件。
os.remove('example.txt')- 复制和移动文件
shutil模块提供了强大的函数来复制和移动文件和目录。
5.1 复制文件
使用shutil.copy()或shutil.copy2()可以复制文件。shutil.copy2()会保留文件的元数据（如修改时间）。
# 复制文件，不保留元数据
shutil.copy('source.txt', 'destination.txt')
# 复制文件，保留元数据
shutil.copy2('source.txt', 'destination.txt')5.2 复制目录
使用shutil.copytree()可以递归复制整个目录树。
shutil.copytree('source_folder', 'destination_folder')5.3 移动文件和目录
使用shutil.move()可以移动文件或目录。
shutil.move('source.txt', 'new_location/source.txt')
shutil.move('source_folder', 'new_location/source_folder')- 列出目录内容
使用os.listdir()可以列出指定目录中的所有文件和子目录。
files_and_folders = os.listdir('.')
print(f"目录中的内容: {files_and_folders}")如果需要获取更详细的信息，可以结合os.scandir()或者os.walk()。
# 使用 os.scandir()
with os.scandir('.') as entries:
for entry in entries:
print(f"{entry.name} is a {'directory' if entry.is_dir() else 'file'}")
# 使用 os.walk() 遍历目录树
for root, dirs, files in os.walk('.'):
print(f"根目录: {root}")
print(f"子目录: {dirs}")
print(f"文件: {files}")- 文件和目录的权限管理
使用os模块可以管理文件和目录的权限。
7.1 修改权限
使用os.chmod()可以修改文件或目录的权限。权限通常以八进制表示。
# 将文件设置为只读
os.chmod('example.txt', 0o444)7.2 修改所有者
使用os.chown()可以更改文件或目录的所有者和组。
# 更改文件所有者（需要特权）
# os.chown('example.txt', uid, gid)- 获取文件或目录的信息
使用os.stat()可以获取文件或目录的详细信息，如大小、权限、最后访问时间等。
file_info = os.stat('example.txt')
print(f"文件大小: {file_info.st_size} 字节")
print(f"最后访问时间: {file_info.st_atime}")- 处理路径
在文件系统操作中，路径管理非常重要。os.path模块提供了丰富的路径处理功能。
9.1 拼接路径
使用os.path.join()可以安全地拼接路径。
full_path = os.path.join('folder', 'subfolder', 'file.txt')
print(f"完整路径: {full_path}")9.2 判断路径类型
使用os.path可以判断路径是否存在，以及它是文件还是目录。
if os.path.exists('example.txt'):
if os.path.isfile('example.txt'):
print("这是一个文件")
elif os.path.isdir('example.txt'):
print("这是一个目录")9.3 获取文件名和目录名
使用os.path.basename()和os.path.dirname()可以分别获取路径中的文件名和目录名。
path = '/path/to/some/file.txt'
print(f"文件名: {os.path.basename(path)}")
print(f"目录名: {os.path.dirname(path)}")9.4 获取文件扩展名
使用os.path.splitext()可以分离文件名和扩展名。
file_name, file_extension = os.path.splitext('example.txt')
print(f"文件名: {file_name}")
print(f"扩展名: {file_extension}")- 高级技巧：临时文件和目录
使用tempfile模块可以创建临时文件和目录，这在需要处理临时数据时非常有用。
import tempfile
# 创建一个临时文件
with tempfile.NamedTemporaryFile(delete=False) as tmp_file:
print(f"临时文件: {tmp_file.name}")
# 创建一个临时目录
with tempfile.TemporaryDirectory() as tmp_dir:
print(f"临时目录: {tmp_dir}")Python中的os和shutil模块提供了全面的文件系统操作功能。从基本的文件和目录创建、删除，到复杂的路径管理和权限控制，这些模块为开发者处理文件系统提供了强大的工具。通过掌握这些实用技巧，你可以更加高效和安全地管理和操作文件系统。无论是在开发中还是在处理自动化任务中，这些技巧都能为你的工作带来极大的便利。
