苦练 Python 第 57 天：用 pathlib 模块告别繁琐的文件操作，开启优雅编程之旅！

前言

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欢迎来到 苦练Python第57天！

今天让我们来入门学习pathlib 模块。

在 Python 编程中，文件操作一直是一个高频需求，但传统的文件路径处理方式常常让人头疼不已。

路径拼接、文件查找、目录遍历等操作，稍不注意就会出错，而且代码冗长难懂。

不过别担心，Python 3 的 pathlib 模块来拯救这一切啦！

今天，就让我们一起深入探索 pathlib 的强大功能，用它来简化文件操作，让代码更加优雅、高效，从此告别那些繁琐的文件处理烦恼！

一、初识 pathlib：面向对象的文件系统路径

pathlib 是 Python 3.4 新增的一个标准库模块，它提供了一种面向对象的方式来处理文件系统路径。

与传统的 os.path 模块相比，pathlib 更加直观、易用，而且功能强大。

它将文件路径视为对象，通过对象的方法和属性来操作路径，而不是像 os.path 那样使用函数来处理字符串路径。

pathlib 中有两个主要的类：PurePath 和 Path。

PurePath 是纯路径类，它只提供路径的计算操作，不涉及实际的文件系统 I/O 操作，适用于跨平台的路径操作。

而 Path 是具体路径类，它继承自 PurePath，并且提供了对文件系统的实际操作，比如读写文件、创建目录等。

二、基础操作：创建路径和文件夹

（一）创建路径对象

使用 Path 类可以轻松创建路径对象。你可以直接传入路径字符串，或者通过多个路径段来构造路径。

python 复制代码

from pathlib import Path

# 创建一个路径对象
p = Path('/etc/hosts')
print(p)

# 使用多个路径段创建路径
q = Path('/etc') / 'hosts'
print(q)

在 Windows 系统上，Path 会自动识别路径风格并创建对应的 WindowsPath 对象，而在其他系统上则会创建 PosixPath 对象。

（二）创建文件夹

Path 类提供了 mkdir() 方法来创建文件夹。你可以指定文件夹的路径，并且可以选择是否创建父级目录。

python 复制代码

# 创建一个文件夹
Path('my_folder').mkdir()

# 创建多级文件夹
Path('my_folder/sub_folder').mkdir(parents=True, exist_ok=True)

在上面的代码中，parents=True 表示如果父级目录不存在，也会一并创建；exist_ok=True 表示如果目录已经存在，不会抛出异常。

三、文件操作：读写文件轻松搞定

（一）打开文件

Path 类的 open() 方法可以用来打开文件，它的用法和内置的 open() 函数类似。

python 复制代码

# 打开文件并读取内容
with Path('example.txt').open() as f:
    content = f.read()
    print(content)

（二）读写文本文件

pathlib 提供了 read_text() 和 write_text() 方法，让你可以轻松地读写文本文件。

python 复制代码

# 写入文本文件
Path('example.txt').write_text('Hello, pathlib!')

# 读取文本文件
content = Path('example.txt').read_text()
print(content)

（三）读写二进制文件

对于二进制文件，pathlib 也有对应的 read_bytes() 和 write_bytes() 方法。

python 复制代码

# 写入二进制文件
Path('example.bin').write_bytes(b'\x00\x01\x02')

# 读取二进制文件
data = Path('example.bin').read_bytes()
print(data)

四、路径操作：灵活处理文件路径

（一）路径拼接

使用 / 运算符可以方便地拼接路径。

python 复制代码

# 拼接路径
p = Path('/etc')
q = p / 'hosts'
print(q)

（二）获取路径信息

你可以通过路径对象的属性来获取路径的各种信息，比如文件名、扩展名、父级目录等。

python 复制代码

# 获取文件名
print(Path('example.txt').name)

# 获取文件扩展名
print(Path('example.txt').suffix)

# 获取父级目录
print(Path('example.txt').parent)

（三）路径匹配

pathlib 提供了 match() 和 full_match() 方法，可以用来匹配路径模式。

python 复制代码

# 匹配文件扩展名
print(Path('example.txt').match('*.txt'))

# 匹配完整路径
print(Path('/etc/hosts').full_match('/etc/*.conf'))

五、文件查询：查找文件从未如此简单

（一）列出目录内容

Path 类的 iterdir() 方法可以用来列出目录中的文件和子目录。

python 复制代码

# 列出目录内容
for item in Path('.').iterdir():
    print(item)

（二）使用 glob 模式查找文件

glob() 方法支持使用 glob 模式来查找文件，比如 *.py 表示查找所有扩展名为 .py 的文件。

python 复制代码

# 查找当前目录下所有 Python 文件
for file in Path('.').glob('*.py'):
    print(file)

rglob() 方法则是递归地查找文件，它会在所有子目录中查找匹配的文件。

python 复制代码

# 递归查找所有 Python 文件
for file in Path('.').rglob('*.py'):
    print(file)

（三）检查文件类型和状态

你可以使用 is_file()、is_dir() 等方法来检查路径是否指向文件或目录，还可以使用 exists() 方法来检查路径是否存在。

python 复制代码

# 检查路径是否指向文件
print(Path('example.txt').is_file())

# 检查路径是否指向目录
print(Path('my_folder').is_dir())

# 检查路径是否存在
print(Path('example.txt').exists())

六、文件操作：重命名、删除、移动文件

（一）重命名文件

rename() 方法可以用来重命名文件或目录。

python 复制代码

# 重命名文件
Path('example.txt').rename('new_example.txt')

（二）删除文件

unlink() 方法可以用来删除文件，而 rmdir() 方法可以用来删除空目录。

python 复制代码

# 删除文件
Path('example.txt').unlink()

# 删除空目录
Path('my_folder').rmdir()

（三）移动文件

replace() 方法可以用来移动文件或目录，它会替换目标路径的内容。

python 复制代码

# 移动文件
Path('example.txt').replace('new_location/example.txt')

七、高级用法：链接、权限和更多

（一）创建符号链接

symlink_to() 方法可以用来创建符号链接。

python 复制代码

# 创建符号链接
Path('link_to_example.txt').symlink_to('example.txt')

（二）修改文件权限

chmod() 方法可以用来修改文件的权限。

python 复制代码

# 修改文件权限
Path('example.txt').chmod(0o755)

（三）获取文件所有权信息

owner() 和 group() 方法可以用来获取文件的所有者和所属组。

python 复制代码

# 获取文件所有者
print(Path('example.txt').owner())

# 获取文件所属组
print(Path('example.txt').group())

八、实战案例：用 pathlib 构建一个文件管理工具

现在，让我们用 pathlib 来构建一个简单的文件管理工具。这个工具可以列出目录中的文件、查找特定类型的文件、复制文件、删除文件等。

python 复制代码

from pathlib import Path

class FileManager:
    def __init__(self, base_path):
        self.base_path = Path(base_path)

    def list_files(self):
        for item in self.base_path.iterdir():
            print(item)

    def find_files(self, pattern):
        for file in self.base_path.rglob(pattern):
            print(file)

    def copy_file(self, src, dst):
        with Path(src).open('rb') as f_src:
            with Path(dst).open('wb') as f_dst:
                f_dst.write(f_src.read())

    def delete_file(self, file_path):
        Path(file_path).unlink()

# 使用文件管理工具
manager = FileManager('.')
manager.list_files()
manager.find_files('*.py')
manager.copy_file('example.txt', 'new_example.txt')
manager.delete_file('new_example.txt')

通过上面的代码，我们可以看到 pathlib 让文件操作变得非常简单和直观。无论是路径操作、文件读写，还是文件查询和管理，pathlib 都提供了强大的功能和简洁的接口。

九、总结：pathlib 让文件操作变得优雅

通过今天的苦练，我们深入探索了 Python 3 的 pathlib 模块。

pathlib 的优势在于它的直观性和易用性。它将文件路径视为对象，通过对象的方法和属性来操作路径，这使得代码更加清晰、易读。而且，pathlib 的功能非常全面，涵盖了文件操作的各个方面，从简单的文件读写到复杂的文件查询和管理。

虽然 pathlib 的性能可能略低于底层的 os.path 模块（因为它用纯 Python 实现，而 os.path 用 C 实现），但在大多数情况下，这种性能差异是可以忽略不计的。

而且，pathlib 的规范化路径处理和面向对象的设计，使得它在代码的可维护性和可读性方面具有明显优势。

所以，下次当你需要处理文件路径时，不妨试试 pathlib 模块吧！它会让你的代码更加优雅、高效，让你的编程之旅更加顺畅。

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