Python3 文件 (夹) 操作备忘录

本文整理 Python3 核心文件 / 文件夹操作，聚焦

os

os.path

shutil

传统模块与 Python3.4+ 新增的

pathlib

现代化模块，涵盖路径处理、文件读写、目录管理、批量操作等！

一、核心模块与环境说明

1. 模块特性对比

模块	核心优势	适用场景	版本要求
os	系统底层操作，功能全面	进程管理、系统命令调用、基础文件操作	Python3 全版本
os.path	路径字符串处理，跨平台兼容	路径拼接、判断、拆分	Python3 全版本
shutil	高级文件操作，封装常用功能	复制、移动、删除、压缩	Python3 全版本
pathlib	面向对象 API，语法简洁，可读性强	路径处理、文件读写、目录遍历	Python3.4+

2. 基础导入语句

# 传统模块（兼容所有Python3版本）
import os
import os.path as op
import shutil

# 现代化模块（Python3.4+推荐）
from pathlib import Path

二、路径处理操作

1. 传统方式（os + os.path）

# 1. 获取当前工作目录
current_dir = os.getcwd()
print("当前目录:", current_dir)

# 2. 路径拼接（避免硬编码分隔符）
file_path = op.join(current_dir, "data", "test.txt")
print("拼接路径:", file_path)  # 输出: 跨平台自动适配（Windows\，Linux/Mac/）

# 3. 路径拆解
print("目录名:", op.dirname(file_path))  # 输出: 父目录路径
print("文件名:", op.basename(file_path))  # 输出: test.txt
print("扩展名:", op.splitext(file_path)[1])  # 输出: .txt
print("文件名（无扩展名）:", op.splitext(op.basename(file_path))[0])  # 输出: test

# 4. 路径判断
print("是否为文件:", op.isfile(file_path))
print("是否为目录:", op.isdir(current_dir))
print("路径是否存在:", op.exists(file_path))
print("是否为绝对路径:", op.isabs(file_path))

# 5. 获取绝对路径
abs_path = op.abspath("relative/path")
print("绝对路径:", abs_path)

2. 现代化方式（pathlib）

# 1. 创建路径对象（推荐方式）
current_dir = Path.cwd()  # 获取当前目录
file_path = current_dir / "data" / "test.txt"  # 路径拼接（支持/运算符）
print("路径对象:", file_path)  # 自动适配系统路径格式

# 2. 路径属性（直观易用）
print("目录名:", file_path.parent)  # 父目录（可链式调用：file_path.parent.parent）
print("文件名:", file_path.name)  # 完整文件名：test.txt
print("扩展名:", file_path.suffix)  # 扩展名：.txt
print("文件名（无扩展名）:", file_path.stem)  # 文件名：test
print("绝对路径:", file_path.absolute())

# 3. 路径判断（面向对象方法）
print("是否为文件:", file_path.is_file())
print("是否为目录:", current_dir.is_dir())
print("路径是否存在:", file_path.exists())
print("是否为绝对路径:", file_path.is_absolute())

# 4. 路径匹配（支持glob模式）
print("匹配所有txt文件:", list(current_dir.glob("*.txt")))
print("递归匹配所有py文件:", list(current_dir.rglob("*.py")))  # Python3.5+

三、文件操作

1. 基础读写

# 1. 文本文件写入（覆盖模式）
with open("test.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("Python文件操作备忘录\n")
    f.writelines(["第一行内容\n", "第二行内容\n"])

# 2. 文本文件读取
with open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()  # 读取全部内容
    # content = f.readline()  # 读取一行
    # content = f.readlines()  # 读取所有行到列表

# 3. 二进制文件操作（如图片、视频）
with open("image.jpg", "rb") as f:
    binary_data = f.read()  # 读取二进制数据
with open("image_copy.jpg", "wb") as f:
    f.write(binary_data)  # 写入二进制数据

# 4. 文件指针控制（seek/tell）
with open("test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    f.seek(10)  # 移动到第10字节位置
    print("当前指针位置:", f.tell())  # 返回当前指针位置
    f.seek(0, 2)  # 移动到文件末尾（适合追加前定位）

2. pathlib 简化读写

# 1. 文本文件读写（一行搞定）
file = Path("test_pathlib.txt")
file.write_text("pathlib 简化文件操作\n", encoding="utf-8")  # 写入
content = file.read_text(encoding="utf-8")  # 读取
print("读取内容:", content)

# 2. 二进制文件读写
bin_file = Path("image_copy.jpg")
bin_file.write_bytes(binary_data)  # 写入二进制
read_bin = bin_file.read_bytes()  # 读取二进制

# 3. 逐行读取（大文件友好）
with file.open("r", encoding="utf-8") as f:
    for line in f:
        print(line.strip())

四、目录操作（创建 / 删除 / 遍历）

1. 传统方式（os + shutil）

# 1. 创建目录
os.mkdir("new_dir")  # 创建单级目录（父目录不存在则报错）
os.makedirs("parent_dir/child_dir", exist_ok=True)  # 创建多级目录（Python3.2+支持exist_ok）

# 2. 删除目录
os.rmdir("new_dir")  # 删除空目录（非空则报错）
shutil.rmtree("parent_dir")  # 强制删除目录（含所有子文件/目录，慎用！）

# 3. 目录遍历
# 方式1：列出目录内容（仅当前级）
for name in os.listdir("target_dir"):
    full_path = op.join("target_dir", name)
    if op.isfile(full_path):
        print("文件:", name)
    else:
        print("目录:", name)

# 方式2：递归遍历目录（Python3.5+）
for root, dirs, files in os.walk("target_dir"):
    print(f"当前目录: {root}")
    print(f"子目录: {dirs}")
    print(f"文件: {files}")

2. 现代化方式（pathlib）

# 1. 创建目录
Path("new_dir").mkdir(exist_ok=True)  # 单级目录
Path("parent_dir/child_dir").mkdir(parents=True, exist_ok=True)  # 多级目录（parents=True必选）

# 2. 删除目录
Path("new_dir").rmdir()  # 删除空目录
shutil.rmtree("parent_dir")  # pathlib无强制删除，需配合shutil

# 3. 目录遍历
# 方式1：遍历当前级内容
for item in Path("target_dir").iterdir():
    if item.is_file():
        print("文件:", item.name)
    else:
        print("目录:", item.name)

# 方式2：递归遍历（推荐，简洁直观）
for file in Path("target_dir").rglob("*"):
    if file.is_file():
        print("递归找到文件:", file)

五、高级操作

1. 文件复制与移动

# 1. 文件复制
shutil.copy("source.txt", "dest.txt")  # 复制文件内容和权限
shutil.copy2("source.txt", "dest_dir/")  # 复制文件+保留元数据（创建时间等）
shutil.copyfile("source.bin", "dest.bin")  # 仅复制文件内容（无权限）

# 2. 目录复制（递归复制所有内容）
shutil.copytree("source_dir", "dest_dir", dirs_exist_ok=True)  # Python3.8+支持覆盖

# 3. 文件/目录移动（剪切）
shutil.move("source.txt", "target_dir/")  # 移动文件到目录
shutil.move("old_dir", "new_dir")  # 重命名目录（目标不存在）或移动到目标目录

# 4. 压缩与解压
# 压缩（创建zip包）
shutil.make_archive("archive", "zip", root_dir="target_dir")  # 生成archive.zip
# 解压（提取zip包）
shutil.unpack_archive("archive.zip", extract_dir="unpack_dir")

2. 批量文件处理

# 场景1：按扩展名分类文件（如图片、文档）
from pathlib import Path
import shutil

ext_map = {
    ".jpg": "Images",
    ".png": "Images",
    ".pdf": "Documents",
    ".docx": "Documents",
    ".mp3": "Music"
}

source_dir = Path(".")
for file in source_dir.iterdir():
    if file.is_file() and file.suffix in ext_map:
        target_dir = Path(ext_map[file.suffix])
        target_dir.mkdir(exist_ok=True)  # 确保目标目录存在
        shutil.move(file, target_dir / file.name)  # 移动文件
        print(f"已移动: {file.name} -> {target_dir.name}")

# 场景2：批量重命名文件（如添加前缀）
for i, file in enumerate(Path("images").glob("*.jpg")):
    new_name = f"photo_{i:03d}{file.suffix}"  # 生成001、002格式
    file.rename(file.parent / new_name)
    print(f"重命名: {file.name} -> {new_name}")

# 场景3：统计目录下文件大小
def get_dir_size(dir_path):
    total_size = 0
    for file in Path(dir_path).rglob("*"):
        if file.is_file():
            total_size += file.stat().st_size  # 获取文件大小（字节）
    return total_size / (1024 * 1024)  # 转换为MB

print(f"目录总大小: {get_dir_size('target_dir'):.2f} MB")

六、避坑指南

1. 路径分隔符问题 ：永远使用 os.path.join() 或 pathlib 的 / 运算符拼接路径，避免直接写死 \ 或 /，确保跨平台兼容；

2. 文件编码规范 ：读写文本文件时必须指定 encoding="utf-8"，避免默认编码导致中文乱码（Windows 默认 gbk，Linux/Mac 默认 utf-8）；

3. 资源释放原则 ：始终使用 with 语句操作文件，自动关闭文件句柄，避免资源泄露；

4. 删除操作警告 ：shutil.rmtree() 和 os.remove() 是不可逆操作，生产环境需添加二次确认逻辑，或先备份再删除；

5. 版本兼容性：

• pathlib.rglob() 需 Python3.5+；

• shutil.copytree(dirs_exist_ok=True) 需 Python3.8+；

• 若需兼容低版本，优先使用 os + os.path 组合；

6. 大文件处理 ：避免使用 read() 一次性读取超大文件（占用内存），推荐 readline() 逐行读取或 pathlib 迭代器；

7. 权限问题 ：复制 / 移动文件时注意权限继承，shutil.copy2() 保留元数据更适合需要追溯文件历史的场景。