Python面试题：结合Python技术，详细讲解如何使用Shutil和Os模块进行文件操作自动化

在 Python 中，shutil 和 os 模块提供了丰富的文件操作功能。结合这两个模块，你可以实现文件操作的自动化，包括文件的复制、移动、删除等。下面详细讲解如何使用 shutil 和 os 模块进行文件操作自动化。

1. 导入模块

首先，你需要导入这两个模块：

python 复制代码

import os
import shutil

2. 文件和目录操作

2.1 创建目录

使用 os.mkdir() 或 os.makedirs() 创建目录。

os.mkdir(path): 创建单一目录。如果目录的父目录不存在，则会抛出异常。
os.makedirs(path): 创建多层目录。如果中间的目录不存在，它们会被一同创建。

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# 创建单一目录
os.mkdir('new_directory')

# 创建多层目录
os.makedirs('parent_directory/child_directory')

2.2 删除目录

使用 os.rmdir() 删除空目录，使用 shutil.rmtree() 删除非空目录。

os.rmdir(path): 删除空目录。
shutil.rmtree(path): 删除非空目录及其所有内容。

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# 删除空目录
os.rmdir('empty_directory')

# 删除非空目录
shutil.rmtree('non_empty_directory')

2.3 文件操作

2.3.1 文件复制

使用 shutil.copy() 或 shutil.copy2() 复制文件。

shutil.copy(src, dst): 复制文件到目标路径。目标路径可以是文件或目录。如果目标是目录，则文件会被复制到该目录中。
shutil.copy2(src, dst): 与 copy() 类似，但会保留文件的元数据（如修改时间）。

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# 复制文件
shutil.copy('source_file.txt', 'destination_file.txt')
shutil.copy2('source_file.txt', 'destination_directory/')

2.3.2 移动文件

使用 shutil.move() 移动文件或目录。

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# 移动文件
shutil.move('source_file.txt', 'destination_file.txt')

# 移动目录
shutil.move('source_directory/', 'destination_directory/')

2.3.3 删除文件

使用 os.remove() 删除文件。

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os.remove('file_to_delete.txt')

2.3.4 重命名文件

使用 os.rename() 重命名文件或目录。

python 复制代码

# 重命名文件
os.rename('old_name.txt', 'new_name.txt')

# 重命名目录
os.rename('old_directory_name', 'new_directory_name')

3. 文件和目录属性

3.1 获取和修改当前工作目录

使用 os.getcwd() 获取当前工作目录，使用 os.chdir() 修改当前工作目录。

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# 获取当前工作目录
current_directory = os.getcwd()
print("Current Directory:", current_directory)

# 修改当前工作目录
os.chdir('/new/directory/path')

3.2 获取文件和目录信息

使用 os.stat() 获取文件或目录的详细信息，如大小、创建时间等。shutil.disk_usage() 用于获取磁盘使用情况。

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# 获取文件信息
file_info = os.stat('file.txt')
print("File Size:", file_info.st_size)

# 获取磁盘使用情况
disk_usage = shutil.disk_usage('/')
print("Total Disk Space:", disk_usage.total)
print("Used Disk Space:", disk_usage.used)
print("Free Disk Space:", disk_usage.free)

4. 示例：自动化文件备份

以下是一个自动化文件备份的示例脚本：

python 复制代码

import os
import shutil
from datetime import datetime

def backup_file(src, backup_dir):
    # 创建备份目录
    if not os.path.exists(backup_dir):
        os.makedirs(backup_dir)
    
    # 获取当前时间
    timestamp = datetime.now().strftime('%Y%m%d_%H%M%S')
    # 生成备份文件名
    base_name = os.path.basename(src)
    backup_name = f"{timestamp}_{base_name}"
    backup_path = os.path.join(backup_dir, backup_name)
    
    # 复制文件
    shutil.copy2(src, backup_path)
    print(f"File backed up to: {backup_path}")

# 使用示例
src_file = 'important_document.txt'
backup_directory = 'backups'
backup_file(src_file, backup_directory)

这个脚本会创建一个备份目录（如果尚不存在），并将指定的文件复制到备份目录中，文件名中包含当前时间戳，以避免覆盖旧的备份。

总结

通过 os 和 shutil 模块，你可以实现许多文件和目录的操作，包括创建、删除、移动、复制、重命名等。这些功能可以用于各种自动化任务，从文件备份到目录清理，极大地简化了文件管理工作。