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Python os模块详解

news 2024/10/24 23:11:52

文章目录

Python `os` 模块详解
- 引言
什么是 `os` 模块？
文件和目录操作
- 文件路径操作
- 创建、删除和移动文件
- 遍历目录
功能分类讲解
- 文件与目录操作
- 路径操作
- 环境变量操作
- 进程管理
更多高级内容
环境变量管理
执行系统命令
示例：文件备份脚本
总结

Python `os` 模块详解

引言

在 Python 编程中，os 模块是用于与操作系统进行交互的标准模块之一。它提供了对底层操作系统功能的访问，使得我们能够执行诸如文件操作、目录管理、路径操作、环境变量访问等多种任务。本篇文章将全面介绍 os 模块的常用功能，并通过代码示例展示它的实际应用。

什么是 `os` 模块？

os 模块是 Python 标准库的一部分，它提供了与操作系统相关的功能，允许我们使用 Python 代码对文件系统和操作系统进行常见的操作。我们可以使用它来管理文件和目录、操作环境变量、执行系统命令等。

首先，在代码中导入 os 模块：

import os

文件和目录操作

文件路径操作

os 模块提供了一些函数，用于处理文件路径，确保代码在不同操作系统上的兼容性。

os.getcwd(): 获取当前工作目录。
os.path.join(): 合并目录路径，适用于跨平台。
os.path.abspath(): 获取绝对路径。

示例：

import os# 获取当前工作目录
current_dir = os.getcwd()
print(f"当前工作目录: {current_dir}")# 拼接路径
new_path = os.path.join(current_dir, "new_folder", "file.txt")
print(f"拼接路径: {new_path}")# 获取绝对路径
abs_path = os.path.abspath("file.txt")
print(f"绝对路径: {abs_path}")

创建、删除和移动文件

使用 os 模块可以创建和删除文件或目录，此外还能重命名或移动文件。

os.mkdir(): 创建目录。
os.rmdir(): 删除空目录。
os.remove(): 删除文件。
os.rename(): 重命名文件或目录。

示例：

# 创建目录
os.mkdir("test_dir")# 删除文件
os.remove("test_file.txt")# 重命名文件
os.rename("old_name.txt", "new_name.txt")# 删除空目录
os.rmdir("test_dir")

遍历目录

os 模块提供了 os.listdir() 和 os.walk() 来遍历目录，适用于处理大批量文件的场景。

os.listdir(): 列出目录中的文件和子目录。
os.walk(): 递归遍历目录树。

示例：

# 列出目录内容
files = os.listdir(".")
print(f"当前目录中的文件和文件夹: {files}")# 遍历目录树
for root, dirs, files in os.walk("."):print(f"当前目录: {root}")print(f"包含的子目录: {dirs}")print(f"包含的文件: {files}")

功能分类讲解

为了更有条理，可以根据功能将 os 模块的函数分成几类，并为每一类提供详细的讲解和代码示例。例如：

文件与目录操作

import os# 获取当前工作目录
print(os.getcwd())  # 改变当前工作目录
os.chdir('/home/sy')# 创建单层目录
os.mkdir('new_dir')# 创建多层目录
os.makedirs('parent/child/grandchild')# 删除空目录
os.rmdir('new_dir')# 递归删除目录
os.removedirs('parent/child/grandchild')# 列出指定目录中的所有文件和文件夹
print(os.listdir('/home/sy'))# 文件重命名
os.rename('old.txt', 'new.txt')# 获取文件大小
print(os.path.getsize('new.txt'))

路径操作

路径操作是 os.path 子模块的主要功能，可以详细解释不同函数的作用：

import os# 将相对路径转换为绝对路径
print(os.path.abspath('./file.txt'))# 分割路径为目录和文件名
print(os.path.split('/home/user/file.txt'))# 获取文件的扩展名
print(os.path.splitext('/home/user/file.txt'))# 判断是否为文件或目录
print(os.path.isfile('/home/user/file.txt'))
print(os.path.isdir('/home/user/folder'))# 判断文件或路径是否存在
print(os.path.exists('/home/user/file.txt'))

环境变量操作

可以展示如何获取、设置和修改环境变量：

import os# 获取环境变量
print(os.getenv('PATH'))# 设置新的环境变量
os.environ['MY_VAR'] = '/path/to/my_var'
print(os.getenv('MY_VAR'))# 将一个目录临时加入环境变量（当前会话有效）
os.environ['PATH'] += ':/new/path'
os.system('some_command')  # 现在可以执行 new_path 中的可执行文件

进程管理

演示如何使用 os.system() 执行系统命令，如何启动新的进程，或者通过 os.exit() 退出程序：

import os# 执行系统命令
os.system('ls -l')# 获取当前进程ID
print(os.getpid())# 获取父进程ID
print(os.getppid())# 退出程序
os._exit(0)  # 使用 _exit() 而不是 exit() 来直接终止进程

环境变量管理

os 模块可以用来访问和修改系统的环境变量。

os.getenv(): 获取环境变量。
os.putenv(): 设置环境变量。
os.environ: 获取当前所有环境变量。

示例：

# 获取环境变量
path = os.getenv("PATH")
print(f"系统 PATH 环境变量: {path}")# 设置环境变量
os.putenv("MY_VAR", "12345")
print(f"自定义环境变量 MY_VAR: {os.getenv('MY_VAR')}")# 查看所有环境变量
for key, value in os.environ.items():print(f"{key}: {value}")

执行系统命令

os 模块允许我们使用 os.system() 来运行系统命令，类似于直接在终端或命令行中执行命令。

# 执行系统命令
os.system("echo Hello, World!")
os.system("mkdir new_folder")

需要注意的是，os.system() 运行系统命令时并不会返回命令的输出，若需要获取命令的输出，可以使用 subprocess 模块。

示例：文件备份脚本

利用 os 模块，我们可以轻松编写一个自动化的文件备份脚本，将指定目录中的文件备份到另一个位置。

import os
import shutildef backup_files(source_dir, backup_dir):# 如果备份目录不存在，创建它if not os.path.exists(backup_dir):os.makedirs(backup_dir)# 遍历源目录中的所有文件和文件夹for filename in os.listdir(source_dir):source_file = os.path.join(source_dir, filename)backup_file = os.path.join(backup_dir, filename)# 如果是文件，则复制到备份目录if os.path.isfile(source_file):shutil.copy(source_file, backup_file)print(f"备份文件: {filename}")else:print(f"跳过非文件: {filename}")# 使用示例
source_directory = "./source"
backup_directory = "./backup"
backup_files(source_directory, backup_directory)