Python自动化利器：文件与系统操作从入门到精通

最近我在学习Python的文件和系统操作，这部分知识非常实用，无论是做自动化脚本还是数据处理，都离不开它。我想把学习心得和重点记录下来，分享给大家。

一、os库：文件路径的"瑞士军刀"

Python的os库是处理文件和目录的核心工具。我把它的常用功能总结为这几类：

获取当前路径

• os.getcwd()：获取当前工作目录的绝对路径。

python 复制代码

import os
print(os.getcwd())

创建文件夹

• os.mkdir(path)：创建单层目录，父目录不存在会报错。

• os.makedirs(path)：递归创建多层目录，父目录不存在时会自动创建。

python 复制代码

import os
os.mkdir(r'数据1')
#
import os
os.makedirs(r'数据104\内容b\内容a\内容c')

import os
for i in range(1,201):
    file_name = '文件夹'+str(i)
    file_path = os.getcwd()+'\\数据1\\'+file_name
    os.mkdir(file_path)

拼接与拆分路径

• os.path.join(path1, path2)：安全拼接路径，自动适配系统分隔符。

• os.path.split(path)：拆分路径为目录和文件名/文件夹名。

• os.path.basename(path)：获取文件名或文件夹名。

python 复制代码

import os
dir_new = os.path.join(os.getcwd(),'数据2','内容c')
print(dir_new)

跳转与修改路径

• os.chdir(new_path)：切换当前工作目录。

python 复制代码

import os
print(os.getcwd())
os.chdir('.\\数据2')
print(os.getcwd())

判断路径类型

• os.path.isabs(path)：判断是否为绝对路径。

• os.path.exists(path)：判断路径是否存在。

• os.path.isfile(path)：判断是否为文件。

• os.path.isdir(path)：判断是否为目录。

python 复制代码

import os
a = os.path.isabs('数据2\文件夹201')
b = os.path.isabs('D:\pycharm\python\python1')
print(a,b)

6.获取文件路径和文件名

python 复制代码

import os
path = r'D:\pycharm\python\python1\数据2\文件夹201\a.txt'
file_name = os.path.basename(path)
dir_name = os.path.dirname(path)
file_dir_name = os.path.split(path)
print(file_name,'\n',dir_name,'\n',file_dir_name)

二、文件与文件夹的增删改查

这部分是日常操作中最常用的，熟练掌握可以大大提升效率。

查询文件大小

• os.path.getsize(file_path)：获取文件大小，单位为字节。

python 复制代码

import os
path = r'D:\pycharm\python\python1\数据3\书代码.zip'
print(os.path.getsize(path))

删除文件与文件夹

• os.remove(file_path)：删除单个文件。

• os.rmdir(dir_path)：删除空文件夹。

• 注：删除非空文件夹需要用 shutil.rmtree()（需导入shutil库）。

python 复制代码

import os
os.remove(r'D:\pycharm\python\python1\数据3\书代码1.zip')

import os
os.remove(r'D:\pycharm\python\python1\数据1\helloworld.txt')

import os
os.rmdir(r'D:\pycharm\python\python1\数据104\内容b\内容a\内容c')

运行前

运行后

重命名文件与文件夹

• os.rename(old_path, new_path)：修改文件或文件夹的名称。

python 复制代码

import os
for i in range(0,1):
    old = 'D:\pycharm\python\python1\数据1\数据2'
    new = 'D:\pycharm\python\python1\数据1\数据'+str(i+200)
    os.rename(old,new)
os.rename('D:\pycharm\python\python1\数据1\数据200','D:\pycharm\python\python1\数据1\数据'+str(i+200))

运行前数据1文件夹中为文件夹1~200

运行后数据1文件夹中为文件夹201~400

复制文件

• os.link(src, dst)：创建硬链接实现文件复制。

• 注：跨盘符复制需要用 shutil.copy()。

python 复制代码

import os
os.link('D:\pycharm\python\python1\hello.txt',r'D:\pycharm\python\python1\数据104\hello.txt')

运行前数据104文件夹中没有hello.txt文件

运行后数据104文件夹中出现hello.txt文件

获取文件夹内所有内容

• os.listdir(folder_path)：返回目录下所有文件和子目录的列表。

• 示例：files = os.listdir(".") → 获取当前目录下所有内容

三、执行外部程序与命令

Python不仅能操作文件，还能调用外部程序和系统命令，这让它的能力边界得到了极大扩展。

os.system()

• 直接执行系统命令或启动外部程序。

python 复制代码

import os
os.system('calc')
os.system('D:\APP\微信\Weixin\Weixin.exe')

import os
a = os.system(r'D:\pycharm\python\python1\程序3.py')
print(a)

import os
os.system('D:\pycharm\python\pandas\导出.xlsx')

os.popen()

• 执行命令并获取输出结果，支持读取返回内容。

python 复制代码

import os
a = os.popen(r"D:\pycharm\python\python1\程序3.py","r")
print("jieshu: ",a.read())

四、*sys库

1.获取python信息

• 获取python解释器信息

sys库中的version用于获取当前Python的解释器版本号，version_info用于获取解释器的版本信息。

python 复制代码

import sys
print(sys.version)#获取当前Python的解释器版本号
print(sys.version_info)#获取解释器的版本信息

python 复制代码

import sys
if (sys.version_info[0]*10+sys.version_info[1])/10 < 3.8:
    print('您的Python版本过低，请安装Python3.8及以上版本')
    sys.exit()
else:
    print("您的Python版本正确，代码将继续运行")
    print('hello world')

• 获取python其他信息

sys库中还提供了获取Python的其他信息的方法，具体如下：

maxsize属性：获取当前Python支持的对象中包含的最大数据长度。

platform属性：获取当前计算机的操作系统。

copyright属性：获取当前Python的版权信息。

executable属性：获取当前Python解释器在计算机中的目录地址。

exec_prefix属性：获取当前Python的安装目录地址。

python 复制代码

import sys
print(sys.maxsize)#获取Python支持的对象中包含的最大数据长度。
print(sys.platform)#获取当前计算机的操作系统。
print(sys.copyright)#获取当前Python的版权信息
print(sys.executable)#获取当前Python解释器在计算机中的目录地址
print(sys.exec_prefix)

sys库的系统级操作

• sys.argv：获取命令行参数，实现脚本的灵活传参。

python 复制代码

import os
for i in range(1,len(sys.argv)):
    if sys.argv[i] == '-h':
        print('''本代码的帮助
            -h:用于查询代码
            -a:用于获取python的所有关键字
            -c:用于获取python安装的所有第三方库的列表''')
    if sys.argv[i] == '-a':
        print('开始查询python所有关键字: ')
        help('keywords')
    if sys.argv[i] == '-c':
        print('开始查询Python安装的所有第三方库: ')
        os.system('pip list')

• sys.stdin/sys.stdout/sys.stderr：标准输入、输出、错误流，可用于重定向。

• sys.exit()：退出程序，可指定退出码。

python 复制代码

import sys
sys.stdout.write('hello')
a = sys.stdin.readline()
print(a)
sys.stderr.write('错误，请修改！')
sys.exit('错误，请修改！')

五、学习感悟

这一章的知识点非常密集，我最大的体会是：

多用多练：这些API看起来简单，但实际使用时很容易出错，特别是路径拼接和跨平台兼容性问题。
善用帮助：遇到不确定的函数时，print(os.path.isdir.doc) 可以直接查看文档说明。
安全第一：删除和修改文件前一定要确认路径正确，避免误操作。

掌握了这些技能，我感觉自己离真正的Python自动化又近了一步。接下来我会尝试用这些知识写一个自动整理下载文件夹的脚本，让电脑保持整洁。