Python教学-最常用的标准库之一——OS库

os 库是 Python 标准库中的一个模块，它提供了一种方便的方式来使用操作系统相关的功能。os 模块提供了很多函数，可以用来处理文件和目录、访问环境变量、执行系统命令等。以下是一些常用的 os 模块的功能和示例：

1. 文件和目录操作

1.1 当前工作目录

os.getcwd()：获取当前工作目录。
os.chdir(path)：改变当前工作目录。

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import os

current_dir = os.getcwd()
print("当前工作目录:", current_dir)

os.chdir('/path/to/new/directory')
new_dir = os.getcwd()
print("改变后的工作目录:", new_dir)

1.2 创建和删除目录

os.mkdir(path)：创建单个目录。
os.makedirs(path, exist_ok=False)：递归创建目录。如果 exist_ok=True，目录已存在时不报错。
os.rmdir(path)：删除单个空目录。
os.removedirs(path)：递归删除目录。

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os.makedirs('dir1/dir2', exist_ok=True)
os.rmdir('dir1/dir2')  # 只能删除空目录
os.removedirs('dir1/dir2')  # 递归删除

1.3 列出目录内容

os.listdir(path)：列出指定目录下的所有文件和目录。

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files_and_dirs = os.listdir('.')
print("当前目录下的文件和目录:", files_and_dirs)

1.4 文件路径操作

os.path.join(path, *paths)：智能拼接路径。
os.path.abspath(path)：获取绝对路径。
os.path.dirname(path)：获取目录名。
os.path.basename(path)：获取文件名。
os.path.exists(path)：检查路径是否存在。
os.path.isfile(path)：检查路径是否为文件。
os.path.isdir(path)：检查路径是否为目录。
os.path.getsize(path)：获取文件大小（字节）。

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full_path = os.path.join('dir1', 'file.txt')
abs_path = os.path.abspath(full_path)
dir_name = os.path.dirname(abs_path)
file_name = os.path.basename(abs_path)
print("完整路径:", full_path)
print("绝对路径:", abs_path)
print("目录名:", dir_name)
print("文件名:", file_name)
print("路径是否存在:", os.path.exists(abs_path))
print("是否为文件:", os.path.isfile(abs_path))
print("是否为目录:", os.path.isdir(dir_name))
if os.path.isfile(abs_path):
    print("文件大小:", os.path.getsize(abs_path), "字节")

2. 环境变量

os.getenv(key, default=None)：获取环境变量的值，如果不存在则返回 default。
os.environ：获取一个包含所有环境变量的字典。
os.putenv(key, value)：设置环境变量（仅在某些平台上有效，建议使用 os.environ）。
os.unsetenv(key)：删除环境变量（仅在某些平台上有效）。

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# 获取环境变量
home_dir = os.getenv('HOME')
print("HOME 环境变量:", home_dir)

# 设置环境变量
os.environ['MY_VAR'] = 'my_value'
print("MY_VAR 环境变量:", os.getenv('MY_VAR'))

# 删除环境变量（仅在支持 unsetenv 的平台上有效）
# os.unsetenv('MY_VAR')

3. 执行系统命令

os.system(command)：在子终端执行系统命令。
os.popen(cmd, mode='r', buffering=-1)：打开一个管道连接到或从一个命令。
subprocess 模块：更强大和灵活的子进程管理模块，建议使用 subprocess 代替 os.system 和 os.popen。

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# 使用 os.system 执行命令
exit_code = os.system('ls -l')
print("命令执行后的退出码:", exit_code)

# 使用 os.popen 执行命令并读取输出
process = os.popen('ls -l')
output = process.read()
print("命令输出:\n", output)
process.close()

4. 文件和目录权限

os.chmod(path, mode)：改变文件或目录的权限。
os.chown(path, uid, gid)：改变文件或目录的所有者和组（仅在 Unix 上有效）。

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# 假设你有一个文件 'file.txt'
# os.chmod('file.txt', 0o755)  # 设置文件权限为 rwxr-xr-x

5. 临时文件和目录

tempfile.TemporaryFile()：创建一个临时文件，文件关闭后会自动删除。
tempfile.NamedTemporaryFile()：创建一个命名临时文件，文件关闭后会自动删除。
tempfile.mkdtemp()：创建一个临时目录，可以手动删除。
tempfile.TemporaryDirectory()：创建一个临时目录，目录关闭后会自动删除。

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import tempfile

# 创建一个临时文件
with tempfile.TemporaryFile() as temp_file:
    temp_file.write(b'Hello, World!')
    temp_file.seek(0)
    print(temp_file.read())

# 创建一个命名临时文件
with tempfile.NamedTemporaryFile(delete=False) as named_temp_file:
    temp_file_name = named_temp_file.name
    print("命名临时文件:", temp_file_name)
    # 可以手动删除文件
    # os.remove(temp_file_name)

# 创建一个临时目录
temp_dir = tempfile.mkdtemp()
print("临时目录:", temp_dir)
# 可以手动删除目录
# os.rmdir(temp_dir) 或 os.removedirs(temp_dir) 如果是递归创建的

# 创建一个自动删除的临时目录
with tempfile.TemporaryDirectory() as temp_dir_ctx:
    print("自动删除的临时目录:", temp_dir_ctx)

这些只是 os 模块中的一些基本功能，实际上 os 模块的功能非常丰富，适用于各种操作系统相关的任务。如果需要更复杂的子进程管理，建议查阅 subprocess 模块。