Python 文件和目录管理（os）

简述

目录（或文件夹）是文件和子目录的集合

在 Linux 中，操作系统提供了很多的命令（例如：​​ls​​​、​​cd​​​），用于文件和目录管理。在 Python 中，有一个 ​​os​​ 模块，也提供了许多便利的方法来管理文件和目录。

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os 模块

​​os​​​：语义为操作系统。所以，​​os​​ 模块提供的肯定是操作系统相关的功能了（与具体的平台无关）。

如果用 ​​dir()​​​ 查看 ​​os​​，会发现内容相当多。下面，只列出文件和目录的相关方法：

方法	描述
​​getcwd()​​	获取当前工作目录
​​chdir(path)​​	将当前的工作目录更改为指定的路径
​​listdir(path=None)​​	列出指定目录中的文件名。如果 ​​path​​​ 为 ​​None​​​，则使用 ​​path='.'​​。
​​mkdir(path, mode=511, *, dir_fd=None)​​	创建目录
​​makedirs(name, mode=511, exist_ok=False)​​	递归创建多层目录
​​rename(src, dst, *, src_dir_fd=None, dst_dir_fd=None)​​	重命名文件或目录
​​remove(path, *, dir_fd=None)​​	删除文件
​​rmdir(path, *, dir_fd=None)​​	删除目录
​​removedirs(name)​​	递归删除目录，从子目录到父目录逐层尝试删除，遇到目录非空抛出异常。
​​walk(top, topdown=True, onerror=None, followlinks=False)​​	遍历 ​​top​​​ 路径下的所有子目录，返回一个包含 3 个元素的元组：​​(dirpath, dirnames, filenames)​​。
​​os.curdir​​	指代当前目录（​​'.'​​）
​​os.pardir​​	指代上一级目录（​​'..'​​）
​​os.sep​​	路径分割符（Windows 为 ​​'\\'​​​，Linux 为 ​​'/'​​）
​​os.linesep​​	行终止符（Windows 为 ​​'\r\n'​​​，Linux 为 ​​'\n'​​）
​​os.name​​	指代当前使用的操作系统（Windows 系统为 ​​'nt'​​​，Linux 为 ​​'posix'​​）

简单认识 ​​os​​ 模块后，来看如何使用 - 输出当前的操作系统：

>>> import os
>>> os.name  # 操作系统
'posix'

如果是 ​​posix​​​，说明系统是 Linux；如果是 ​​nt​​，则是 Windows 系统。

获取当前工作目录

要获取当前工作目录，有两种方式：

• ​​getcwd()​​：以 unicode 字符串的形式返回
• ​​getcwdb()​​：以 bytes 字符串的形式返回

>>> os.getcwd()
'/home/wang/workspace'
>>> 
>>> os.getcwdb()
b'/home/wang/workspace'

更改当前工作目录

可以使用 ​​chdir()​​ 更改当前工作目录：

>>> os.getcwd()  # 更改前
'/home/wang/workspace'
>>> 
>>> os.chdir("/etc")  # 更改当前工作目录
>>> 
>>> os.getcwd()  # 更改后
'/etc'

注意： 在 Windows 中，经常也会使用反斜杠（​​\​​​），这时使用转义序列（​​\\​​）更安全。

列出文件和目录

目录中的所有文件和子目录可以使用 ​​listdir()​​ 列出：

>>> os.listdir('/')  # 列出根目录 / 中的文件和子目录
['boot', 'dev', 'home', 'proc', 'run', 'sys', 'var', 'etc', 'root', 'tmp', 'usr', 'bin', 'sbin', 'lib', 'lib64', 'media', 'mnt', 'opt', 'srv']
>>> 
>>> os.getcwd()
'/home/wang/workspace'
>>> os.listdir()  # 列出当前目录中的文件和子目录
['python', 'README.txt']

注意： 如果没有指定路径，将从当前目录返回。

创建目录

可以使用 ​​mkdir()​​ 创建目录：

>>> os.listdir()  # 创建前
['python', 'README.txt']
>>> 
>>> os.mkdir("PHP")  # 在当前路径下，创建名为 PHP 的目录
>>> 
>>> os.listdir()  # 创建后
['python', 'README.txt', 'PHP']

注意： 如果未指定完整路径，则将在当前目录中创建。

重命名文件或目录

​​rename()​​ 可以重命名文件或目录，第一个参数为旧名称，第二个参数为新名称：

>>> os.listdir()  # 重命名前
['python', 'README.txt', 'PHP']
>>> 
>>> os.rename("README.txt", "Notice.txt")  # 重命名文件
>>> os.rename("PHP", "Java")   # 重命名空目录
>>> os.rename("python", "Py")  # 重命名非空目录
>>> 
>>> os.listdir()  # 重命名后
['Notice.txt', 'Java', 'Py']

可以看到，无论目录是否为空，都可以重命名成功。

删除文件或目录

可以使用 ​​remove()​​​ 删除文件，使用 ​​rmdir()​​ 删除空目录：

>>> os.listdir()  # 删除前
['Notice.txt', 'Java', 'Py']
>>> 
>>> os.remove("Notice.txt")  # 删除文件
>>> os.rmdir("Java")  # 删除空目录
>>> 
>>> os.listdir()  # 删除后
['Py']

注意： ​​rmdir()​​​ 只能删除空目录，无法删除非空目录。否则，会引发 ​​OSError​​。

要删除非空目录，需要借助 ​​shutil​​​ 模块，使用 ​​rmtree()​​：

>>> os.listdir()
['Py']
>>> 
>>> os.rmdir("Py")  # 无法删除非空目录
...
OSError: [Errno 39] Directory not empty: 'Py'
>>> 
>>> import shutil
>>> shutil.rmtree("Py")  # 删除非空目录
>>> 
>>> os.listdir()
[]

但是，复制、移动文件的相关函数居然在 ​​os​​ 模块中不存在！原因是复制文件并非由操作系统提供的系统调用。

幸运的是，​​shutil​​​ 模块提供了 ​​copy()​​​、​​move()​​​ 相关的函数，还可以在 ​​shutil​​​ 模块中找到很多实用函数，它们可以看做是 ​​os​​ 模块的补充。

遍历目录

​​walk()​​​ 是遍历目录常用的方法，它返回一个包含 3 个元素的元组：​​(dirpath, dirnames, filenames)​​：

• ​​dirpath​​：以字符串形式返回该目录下所有的绝对路径
• ​​dirnames​​：以列表形式返回每一个绝对路径下的目录
• ​​filesnames​​：以列表形式返回该路径下所有文件

使用命令 ​​tree​​，以树状图列出目录的内容：

[wang@localhost workspace]$ tree
.
├── python
│   ├── Notice.txt
│   └── os
│       ├── test2.py
│       └── test.py
└── README.txt

2 directories, 4

使用 ​​walk()​​ 方法：

>>> for root, dirs, files in os.walk("/home/wang/workspace"):
...     print(root)
...     print(dirs)
...     print(files)
...     print()
... 
/home/wang/workspace
['python']
['README.txt']

/home/wang/workspace/python
['os']
['Notice.txt']

/home/wang/workspace/python/os
[]
['test.py', 'test2.py']