Python `pathlib` 模块使用教程

70asunflower2026-05-19 8:50

pathlib 是 Python 3.4+ 引入的面向对象的文件路径处理模块，比 os.path 更现代、更直观。它提供了 Path 类来表示文件系统路径。

1. 基本导入和初始化

python 复制代码 
from pathlib import Path

# 创建路径对象
p1 = Path()  # 当前目录
print(p1)  # .

p2 = Path('documents')  # 相对路径
print(p2)  # documents

p3 = Path('/home/user/file.txt')  # 绝对路径
print(p3)  # /home/user/file.txt

# 支持多级路径拼接（不需要 join）
p4 = Path('home') / 'user' / 'docs' / 'readme.md'
print(p4)  # home/user/docs/readme.md

2. 路径拼接与拆分

2.1 使用 / 运算符拼接

python 复制代码 
# 使用斜杠拼接（跨平台）
root = Path('/home/user')
full_path = root / 'documents' / 'notes.txt'
print(full_path)  # /home/user/documents/notes.txt

# 也可以使用 joinpath()
path = Path('/tmp')
full = path.joinpath('data', 'logs', 'app.log')
print(full)  # /tmp/data/logs/app.log

# 支持字符串和Path对象混用
base = Path('/var')
new = base / 'www' / 'html'
print(new)  # /var/www/html

2.2 获取路径各部分

python 复制代码 
path = Path('/home/user/documents/file.tar.gz')

# 获取文件名（包含所有扩展名）
print(path.name)  # file.tar.gz

# 获取不带扩展名的文件名
print(path.stem)  # file.tar

# 获取扩展名（最后一个点之后）
print(path.suffix)  # .gz

# 获取所有扩展名（Python 3.12+）
print(path.suffixes)  # ['.tar', '.gz']

# 获取父目录
print(path.parent)  # /home/user/documents
print(path.parent.parent)  # /home/user

# 获取所有祖先
for parent in path.parents:
    print(parent)
    # /home/user/documents
    # /home/user
    # /home
    # /

# 获取根目录
print(path.anchor)  # /

2.3 拆分组装示例

python 复制代码 
# 实际应用：替换文件扩展名
file = Path('report.xlsx')
new_file = file.with_suffix('.pdf')
print(new_file)  # report.pdf

# 修改文件名
old = Path('data/old_name.txt')
new = old.with_name('new_name.txt')
print(new)  # data/new_name.txt

# 组合使用
config = Path('/etc/nginx/nginx.conf')
backup = config.with_name(config.stem + '.backup' + config.suffix)
print(backup)  # /etc/nginx/nginx.backup.conf

3. 路径检查与属性

python 复制代码 
# 假设当前目录有 test.txt 文件和 mydir 目录

path_file = Path('test.txt')
path_dir = Path('mydir')
path_link = Path('symlink')  # 假设存在符号链接

# 存在性检查
print(path_file.exists())    # True
print(Path('nonexist').exists())  # False

# 类型检查
print(path_file.is_file())   # True
print(path_dir.is_file())    # False
print(path_file.is_dir())    # False
print(path_dir.is_dir())     # True

# 其他检查
print(path_file.is_absolute())  # False
print(Path('/home/file.txt').is_absolute())  # True
print(path_file.is_symlink())   # False
print(path_link.is_symlink())   # True

# 路径比较（自动跨平台）
p1 = Path('/home/user')
p2 = Path('/home') / 'user'
print(p1 == p2)  # True

4. 目录操作

4.1 创建和删除目录

python 复制代码 
# 创建单级目录
new_dir = Path('new_folder')
new_dir.mkdir(exist_ok=True)  # exist_ok=True 避免已存在时报错
print(new_dir.exists())  # True

# 创建多级目录
nested = Path('parent/child/grandchild')
nested.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
print(nested.exists())  # True

# 删除目录（必须为空）
empty_dir = Path('temp_empty')
empty_dir.mkdir()
empty_dir.rmdir()  # 删除空目录

# 删除目录及内容（Python 3.12+）
# import shutil
# shutil.rmtree('parent')  # 递归删除

4.2 列出目录内容

python 复制代码 
# 列出所有内容
docs = Path('/home/user/documents')
for item in docs.iterdir():
    print(item.name)
    # 输出示例:
    # report.pdf
    # images
    # notes.txt
    # backup

# 使用 glob 模式匹配
# 查找所有 .txt 文件
for txt_file in docs.glob('*.txt'):
    print(txt_file)
    # /home/user/documents/notes.txt
    # /home/user/documents/readme.txt

# 递归查找（** 表示任意子目录）
for py_file in docs.glob('**/*.py'):
    print(py_file)
    # /home/user/documents/scripts/main.py
    # /home/user/documents/tools/helper.py

# 区分文件和目录
for item in docs.iterdir():
    if item.is_file():
        print(f"文件: {item.name}")
    elif item.is_dir():
        print(f"目录: {item.name}")

5. 文件操作

5.1 读写文件

python 复制代码 
# 写文件
file_path = Path('example.txt')

# 方法1：write_text
file_path.write_text('Hello, World!', encoding='utf-8')
print(file_path.read_text(encoding='utf-8'))  # Hello, World!

# 方法2：write_bytes（二进制）
bin_path = Path('data.bin')
bin_path.write_bytes(b'\x00\x01\x02\x03')
print(bin_path.read_bytes())  # b'\x00\x01\x02\x03'

# 方法3：使用 open() 方法（上下文管理）
with file_path.open('a', encoding='utf-8') as f:
    f.write('\nAppended line')
    
print(file_path.read_text(encoding='utf-8'))
# Hello, World!
# Appended line

# 删除文件
file_path.unlink(missing_ok=True)  # missing_ok=True 不报错

5.2 复制和移动文件

python 复制代码 
from pathlib import Path
import shutil

# 复制文件
src = Path('source.txt')
dst = Path('backup/source_copy.txt')

# 创建目标目录（如果需要）
dst.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

# 复制
shutil.copy2(src, dst)  # 保留元数据
print(dst.exists())  # True

# 移动/重命名文件
old = Path('old_name.txt')
new = Path('new_name.txt')

old.rename(new)  # 重命名
print(new.exists())  # True
print(old.exists())  # False

# 移动文件到其他目录
src = Path('data.txt')
dst = Path('archive/data.txt')
src.rename(dst)
print(dst.exists())  # True

6. 文件属性和信息

python 复制代码 
path = Path('test.txt')

# 文件大小（字节）
print(path.stat().st_size)  # 1024

# 获取文件信息
stat = path.stat()
print(f"大小: {stat.st_size} 字节")          # 大小: 1024 字节
print(f"权限: {oct(stat.st_mode)}")         # 权限: 0o100644
print(f"最后访问: {stat.st_atime}")         # 最后访问: 1747556123.45
print(f"最后修改: {stat.st_mtime}")         # 最后修改: 1747556100.00

# 使用 datetime 格式化时间
from datetime import datetime
mtime = datetime.fromtimestamp(stat.st_mtime)
print(f"修改时间: {mtime}")  # 修改时间: 2026-05-18 10:15:00

# 获取绝对路径
print(path.absolute())  # /home/user/project/test.txt
print(path.resolve())   # 解析符号链接后的绝对路径

# 获取相对路径
current = Path.cwd()
abs_path = Path('/home/user/project/test.txt')
rel_path = abs_path.relative_to(current)
print(rel_path)  # test.txt

7. 实战示例

7.1 批量重命名文件

python 复制代码 
def batch_rename(directory, old_ext, new_ext):
    """批量修改文件扩展名"""
    dir_path = Path(directory)
    
    for file_path in dir_path.glob(f'*.{old_ext}'):
        new_path = file_path.with_suffix(f'.{new_ext}')
        file_path.rename(new_path)
        print(f"重命名: {file_path.name} -> {new_path.name}")
        # 重命名: image.jpg -> image.png
        # 重命名: doc.jpg -> doc.png

# 使用示例
# batch_rename('./images', 'jpg', 'png')

7.2 递归统计文件类型

python 复制代码 
from collections import Counter

def count_file_types(directory):
    """递归统计目录中各类型文件数量"""
    dir_path = Path(directory)
    type_counter = Counter()
    
    for file_path in dir_path.rglob('*'):
        if file_path.is_file():
            suffix = file_path.suffix or '无扩展名'
            type_counter[suffix] += 1
    
    return type_counter

# 使用示例
stats = count_file_types('/home/user/project')
for ext, count in stats.most_common(5):
    print(f"{ext:10} : {count} 个")
    # .py        : 42 个
    # .txt       : 15 个
    # .md        : 8 个
    # .json      : 5 个
    # 无扩展名    : 3 个

7.3 整理文件到日期目录

python 复制代码 
from datetime import datetime
import shutil

def organize_by_date(directory):
    """按文件修改日期整理文件到子目录"""
    base_path = Path(directory)
    
    for file_path in base_path.iterdir():
        if not file_path.is_file():
            continue
        
        # 获取修改日期
        mtime = datetime.fromtimestamp(file_path.stat().st_mtime)
        date_dir = base_path / mtime.strftime('%Y/%m')
        
        # 创建日期目录
        date_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
        
        # 移动文件
        dest = date_dir / file_path.name
        shutil.move(str(file_path), str(dest))
        print(f"移动: {file_path.name} -> {dest}")
        # 移动: report.pdf -> ./2026/05/report.pdf

# 使用示例
# organize_by_date('./downloads')

7.4 查找和清理空文件夹

python 复制代码 
def find_empty_dirs(directory):
    """递归查找所有空文件夹"""
    base_path = Path(directory)
    empty_dirs = []
    
    # rglob 查找所有目录，sort 确保先处理深层目录
    for dir_path in sorted(base_path.rglob('*'), reverse=True):
        if dir_path.is_dir():
            try:
                next(dir_path.iterdir())  # 尝试获取第一个子项
            except StopIteration:
                empty_dirs.append(dir_path)
    
    return empty_dirs

def clean_empty_dirs(directory, dry_run=True):
    """清理空文件夹"""
    empty_dirs = find_empty_dirs(directory)
    
    for dir_path in empty_dirs:
        if dry_run:
            print(f"[模拟] 将删除: {dir_path}")
            # [模拟] 将删除: /tmp/parent/empty
        else:
            dir_path.rmdir()
            print(f"已删除: {dir_path}")
            # 已删除: /tmp/parent/empty

# 使用示例
# clean_empty_dirs('./data', dry_run=True)  # 先预览
# clean_empty_dirs('./data', dry_run=False) # 实际删除

7.5 目录树展示

python 复制代码 
def display_tree(directory, prefix='', level=0, max_level=3):
    """以树形结构显示目录内容"""
    if level > max_level:
        return
    
    path = Path(directory)
    items = sorted(path.iterdir(), key=lambda x: (not x.is_dir(), x.name))
    
    for i, item in enumerate(items):
        is_last = (i == len(items) - 1)
        connector = '└── ' if is_last else '├── '
        
        print(f"{prefix}{connector}{item.name}{'/' if item.is_dir() else ''}")
        
        if item.is_dir():
            extension = '    ' if is_last else '│   '
            display_tree(item, prefix + extension, level + 1, max_level)

# 使用示例
print("项目目录结构:")
display_tree('/home/user/project', max_level=2)
# 项目目录结构:
# ├── docs/
# │   ├── readme.md
# │   └── api/
# │       └── index.html
# ├── src/
# │   ├── main.py
# │   └── utils.py
# └── tests/
#     └── test_main.py

8. Path 对象属性速查表

属性/方法 说明 示例
.name 文件名（含扩展名） 'file.tar.gz'
.stem 文件名（不含扩展名） 'file.tar'
.suffix 最后一个扩展名 '.gz'
.suffixes 所有扩展名列表 ['.tar', '.gz']
.parent 父目录 '/home/user'
.parents 所有祖先（可索引） [Path('/home'), Path('/')]
.anchor 根目录部分 '/' 或 'C:\\'
.absolute() 绝对路径 '/home/user/file.txt'
.resolve() 解析后的绝对路径 '/home/user/file.txt'
.exists() 是否存在 True
.is_file() 是否为文件 True
.is_dir() 是否为目录 False
.is_absolute() 是否绝对路径 True
.is_symlink() 是否符号链接 False
.stat() 文件状态信息 os.stat_result
.glob(pattern) 匹配模式（非递归） 生成器
.rglob(pattern) 递归匹配 生成器
.iterdir() 遍历目录 生成器
.mkdir() 创建目录 -
.rmdir() 删除空目录 -
.unlink() 删除文件 -
.rename(target) 重命名/移动 -
.read_text() 读取文本 'content'
.write_text() 写入文本 -
.read_bytes() 读取二进制 b'\x00\x01'
.write_bytes() 写入二进制 -
.with_name(name) 替换文件名 '/home/new.txt'
.with_suffix(suffix) 替换扩展名 '/home/file.pdf'

9. pathlib vs os.path 对比

python 复制代码 
# os.path 风格
import os.path
folder = 'data'
filename = 'file.txt'
path = os.path.join(folder, filename)
dirname = os.path.dirname(path)
basename = os.path.basename(path)
exists = os.path.exists(path)
size = os.path.getsize(path)

# pathlib 风格（更清晰）
from pathlib import Path
path = Path('data') / 'file.txt'
dirname = path.parent
basename = path.name
exists = path.exists()
size = path.stat().st_size

10. 最佳实践

python 复制代码 
# ✅ 推荐：使用 Path 对象
from pathlib import Path

# 获取当前文件所在目录
current_dir = Path(__file__).parent

# 项目根目录（假设在项目根目录执行）
project_root = Path.cwd()

# 构建数据路径
data_path = project_root / 'data' / 'raw_data.csv'

# 检查并创建目录
data_path.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

# 处理文件
if data_path.exists() and data_path.is_file():
    content = data_path.read_text(encoding='utf-8')
    # 处理内容...
    
# 遍历文件
for log_file in project_root.glob('logs/**/*.log'):
    if log_file.stat().st_size > 10 * 1024 * 1024:  # 大于10MB
        archive = log_file.with_suffix('.log.gz')
        print(f"归档大文件: {log_file} -> {archive}")

pathlib 提供了面向对象的、直观的路径操作方式，强烈推荐在新项目中使用它代替 os.path！

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