Python os库详细介绍

引言

Python 的 os 库提供了一种便捷的方式来使用操作系统相关的功能，如文件和目录操作、环境变量管理等。它允许开发者编写跨平台兼容的代码，因为 os 库会根据运行时所在的系统自动调整其行为。本文将详细介绍 os 库中常用的操作，并通过具体的例子帮助读者更好地理解和应用这些功能。

1. 文件与目录操作

1.1 获取当前工作目录

使用 os.getcwd() 可以获取当前的工作目录路径：

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import os
print("Current Working Directory:", os.getcwd())

1.2 更改当前工作目录

使用 os.chdir(path) 来改变当前工作目录到指定路径：

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os.chdir('/path/to/new/directory')

请注意，在某些情况下可能需要处理权限问题或确保路径存在。

1.3 列出目录内容

使用 os.listdir(path) 可以列出给定路径下的所有文件和子目录名：

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files_and_directories = os.listdir('/path/to/directory')
for item in files_and_directories:
    print(item)

如果想过滤特定类型的文件（例如只显示.txt文件），可以结合列表推导式或其他筛选方法：

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text_files = [f for f in os.listdir('/path/to/directory') if f.endswith('.txt')]

1.4 创建新目录

使用 os.mkdir(path) 或者 os.makedirs(path, exist_ok=True) 来创建新的目录。os.makedirs 可以递归地创建多层目录，并且可以通过设置 exist_ok=True 参数来避免当目标目录已经存在时抛出异常。

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os.makedirs('new_directory/subdirectory', exist_ok=True)

1.5 删除目录

使用 os.rmdir(path) 可以删除空目录。
使用 shutil.rmtree(path)（注意不是 os 模块）可以递归地删除整个目录树。

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os.rmdir('empty_directory')  # 删除空目录
import shutil
shutil.rmtree('non_empty_directory')  # 递归删除非空目录

1.6 文件操作

重命名文件/目录

使用 os.rename(src, dst) 来更改文件或目录的名字：

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os.rename('oldname.txt', 'newname.txt')

移动文件

虽然 os 没有直接提供移动文件的功能，但可以结合 os.rename() 实现相同效果：

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os.rename('source/path/to/file.txt', 'destination/path/to/file.txt')

或者使用 shutil.move() 函数（来自 shutil 模块），它可以处理跨盘符的移动操作：

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import shutil
shutil.move('source/path/to/file.txt', 'destination/path/to/file.txt')

删除文件

使用 os.remove(path) 或 os.unlink(path)（两者等价）来删除文件：

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os.remove('file_to_delete.txt')

检查路径是否存在

使用 os.path.exists(path) 来判断一个路径是否存在于文件系统中：

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if os.path.exists('some_file_or_directory'):
    print("Path exists")
else:
    print("Path does not exist")

检查路径类型

使用 os.path.isfile(path) 来检查给定路径是否为文件。
使用 os.path.isdir(path) 来检查给定路径是否为目录。

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print(os.path.isfile('example.txt'))  # True 如果是文件
print(os.path.isdir('example_folder'))  # True 如果是目录

2. 环境变量管理

2.1 获取环境变量

使用 os.environ.get(key[, default]) 来读取环境变量的值，第二个参数为可选，默认返回 None 如果找不到对应的键：

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home_directory = os.environ.get('HOME')
print(f"Home directory: {home_directory}")

2.2 设置环境变量

可以在脚本中临时设置环境变量，但这仅对当前进程有效：

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os.environ['MY_VARIABLE'] = 'my_value'

要永久修改环境变量，请参考操作系统的文档进行配置。

2.3 删除环境变量

使用 del os.environ[key] 来移除环境变量：

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del os.environ['MY_VARIABLE']

3. 其他实用功能

3.1 获取文件属性

使用 os.stat(path) 可以获得有关文件的各种信息，包括大小、最后修改时间等：

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import time
info = os.stat('example.txt')
print(f"Size: {info.st_size} bytes")
print(f"Last modified: {time.ctime(info.st_mtime)}")

3.2 路径操作

使用 os.path.join() 来安全地拼接路径部分。
使用 os.path.basename(path) 和 os.path.dirname(path) 分别提取路径中的文件名和父级目录名。
使用 os.path.abspath(path) 将相对路径转换成绝对路径。
使用 os.path.split(path) 分割路径为 (head, tail) 对，其中 tail 是最后一个组件，而 head 是前面的所有部分。
使用 os.path.splitext(path) 分离文件扩展名。

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joined_path = os.path.join('parent', 'child', 'grandchild')
base_name = os.path.basename(joined_path)
dir_name = os.path.dirname(joined_path)
abs_path = os.path.abspath('.')
split_result = os.path.split(abs_path)
ext_split = os.path.splitext('filename.ext')

结论

os 库是 Python 标准库的一部分，提供了丰富的函数用于执行与操作系统交互的任务。掌握这些工具可以帮助开发者更高效地管理和操作文件系统资源，以及更好地控制程序运行环境。希望这篇博客能够帮助你更加熟悉 os 库的强大功能。如果你有任何问题或需要进一步的信息，请随时留言讨论！