对话实录

小白：（苦恼）我想用 Python 获取当前目录下的所有文件，还想创建新文件夹，该怎么办呢？

专家：（拿出魔法书）用Python的os模块，轻松与操作系统交互，实现文件和目录操作！os模块里还有很多细分功能，比如os.path模块，在路径处理上非常实用。

os模块目录操作

1. 获取当前工作目录

os模块的getcwd函数可以获取当前 Python 脚本所在的工作目录。

import os
current_dir = os.getcwd()
print(f"当前工作目录是: {current_dir}")

运行这段代码，你就能看到当前脚本所处的目录路径，就像给你在文件系统的 “地图” 上标亮了当前位置。

2. 更改工作目录

通过chdir函数，能切换到指定目录。比如要切换到/home/user/Documents目录：

import os
new_dir = "/home/user/Documents"
os.chdir(new_dir)
current_dir = os.getcwd()
print(f"现在的工作目录已变为: {current_dir}")

3.列出目录内容

listdir函数可列出指定目录下的所有文件和子目录，返回一个list。假设要列出当前目录下的内容：

import os
content = os.listdir(path='.')  #'.'表示当前目录
for item in content:
	print(item)

运行后，当前目录中的所有文件和文件夹名称都会一一列出，帮助你快速了解目录构成。

4.创建目录

使用mkdir函数创建单个目录（当文件夹存在时会报错），makedirs函数可创建多级目录。例如创建一个名为new_folder的文件夹：

import os
new_folder = "new_folder"
os.mkdir(new_folder)
print(f"{new_folder} 文件夹已创建")

若要创建多级目录，如
parent_folder/child_folder：

import os
multi_dir = "parent_folder/child_folder"
os.makedirs(multi_dir)
print(f"{multi_dir} 多级目录已创建")

轻松在文件系统中搭建新的目录结构。

5.文件重命名

rename函数能对文件或目录进行重命名。比如将old_file.txt重命名为new_file.txt：

import os
old_name = "old_file.txt"
new_name = "new_file.txt"
os.rename(old_name, new_name)
print(f"{old_name} 已重命名为 {new_name}")

就像在操作系统中右键选择重命名一样简单。

6.获取文件状态

stat函数可以获取文件或目录的详细信息，如文件大小、修改时间等。以获取example.txt文件的信息为例：

import os
file_info = os.stat('example.txt')
#os.stat返回结果：
os.stat_result(st_mode=16832, st_ino=245263, st_dev=16777234, 
               st_nlink=15, st_uid=501, st_gid=20, st_size=480,
               st_atime=1713104547, 
               st_mtime=1713104547, st_ctime=1713104547)
print(f"文件大小: {file_info.st_size} 字节")
print(f"最后修改时间: {file_info.st_mtime}")

7.修改文件权限

在 Linux 和 macOS 系统中，可以使用chmod函数修改文件或目录的权限。比如将example.txt文件的权限设置为所有者可读可写可执行，组用户和其他用户只读：

import os
os.chmod('example.txt', 0o744)

这里0o744是八进制表示的权限，对应rwx-r-r。通过修改权限，可灵活控制文件的访问级别。

8.删除文件

remove函数用于删除指定文件。例如删除unwanted_file.txt文件：

import os
os.remove('unwanted_file.txt')
print('unwanted_file.txt已删除')

执行后，该文件会从文件系统中移除。不过要谨慎操作，因为删除后文件难以恢复。

9.删除目录

rmdir函数可删除空目录，而对于非空目录，需要使用shutil.rmtree函数（shutil模块是对os模块文件操作的补充）。例如删除名为empty_folder的空目录：

import os
os.rmdir('empty_folder')
print('empty_folder已删除')

removedirs函数可以递归删除多层空目录，以下执行会依次删除dir3/dir2/dir1目录，但是某个目录如果不为空，则会报错。

os.removedirs('/Users/Desktop/dir1/dir2/dir3')

若要删除包含文件和子目录的non_empty_folder目录：

import shutil
shutil.rmtree('non_empty_folder')
print('non_empty_folder已删除')

使用shutil.rmtree时要格外小心，因为它会递归删除目录及其所有内容。

10.查找文件

有时候需要在指定目录及其子目录中查找特定文件。虽然os模块本身没有直接的查找函数，但结合os.walk可以实现。比如查找/home/user目录下所有的.txt文件：

import os
for root, dirs, files in os.walk('/home/user'):
  for file in files:
    if file.endswith('.txt'):
      print(os.path.join(root, file))

通过这种方式，能快速定位到符合条件的文件，在处理大量文件时非常实用。

os.path路径操作

1.路径拼接

os.path.join函数在路径拼接上极为实用，能避免因操作系统不同导致的路径分隔符问题。例如，要拼接/home/user和Documents/file.txt：

import os
base_path = "/home/user"
sub_path = "Documents/file.txt"
full_path = os.path.join(base_path, sub_path)
print(f"拼接后的路径: {full_path}")
# 在Linux和macOS上输出: /home/user/Documents/file.txt
# 在Windows上输出: C:\home\user\Documents\file.txt（假设C:为当前盘）

无论在何种操作系统下，都能正确拼接路径，确保代码的跨平台性。

2.获取文件名和目录名

os.path.basename函数用于获取路径中的文件名部分，os.path.dirname函数用于获取路径中的目录名部分。例如：

import os
file_path = "/home/user/Documents/file.txt"
file_name = os.path.basename(file_path)
dir_name = os.path.dirname(file_path)
print(f"文件名: {file_name}") # 输出: file.txt
print(f"目录名: {dir_name}") # 输出: /home/user/Documents

在处理文件路径时，这两个函数能帮助你快速提取关键信息。

3.检查路径类型

os.path.isfile函数可判断路径是否指向一个文件，os.path.isdir函数可判断路径是否指向一个目录。比如：

import os
file_path = "/home/user/Documents/file.txt"
dir_path = "/home/user/Documents"
print(os.path.isfile(file_path)) # 输出: True（假设文件存在）
print(os.path.isdir(dir_path)) # 输出: True（假设目录存在）

在进行文件或目录操作前，通过这些函数检查路径类型，可避免因路径类型错误导致的操作失败。

4.获取文件的绝对路径

os.path.abspath函数可以将相对路径转换为绝对路径。例如：

import os
relative_path = "test.txt"
absolute_path = os.path.abspath(relative_path)
print(f"绝对路径: {absolute_path}")

这在处理不同目录下的文件，需要明确文件的完整路径时非常有用。

5.判断文件是否存在

os.path.exists函数除了在前面提到的避免操作不存在文件的场景外，还可用于判断文件或目录是否存在。比如：

import os
file_path = "example.txt"
if os.path.exists(file_path):
  print(f"{file_path} 存在")
else:
  print(f"{file_path} 不存在")

在编写程序时，提前检查文件或目录的存在性，能增强程序的稳定性。

6.分割目录和文件名

os.path.split(path)将路径分割为目录和文件名(返回一个元组tuple)

print(os.path.split('dir1/dir2/1.txt'))
#输出为('dir1/dir2', '1.txt')

7.返回文件的大小

os.path.getsize(path)返回指定文件的大小（以字节byte为单位）。

print(os.path.getsize('/dir1/dir2/1.txt'))
#输出为81字节

8.路径分隔符

os.path.sep表示路径分隔符路径分割符，windows和mac上是‘/’

print(os.path.sep)
#输出为/

9.获取操作系统名称

os.name可以获取当前运行的操作系统名称。例如：

import os
os_name = os.name
if os_name == 'posix':
  print("当前操作系统是类Unix系统（Linux、macOS等）")
elif os_name == 'nt':
  print("当前操作系统是Windows")

根据不同的操作系统名称，你可以编写具有差异化功能的代码，提升程序的适用性。

闭坑指南

路径分隔符问题

不同操作系统的路径分隔符不同，Windows 使用反斜杠\，而 Linux 和 macOS 使用正斜杠/。在编写跨平台代码时，直接写死路径分隔符会导致错误。例如在 Windows 下：

# 错误示范，在Linux或macOS上会出错
file_path = "C:\Program Files\example.txt"
# 正确做法，使用os.path.join函数
import os
file_path = os.path.join('C:', 'Program Files', 'example.txt')

os.path.join函数会根据操作系统自动选择正确的路径分隔符，保证代码的跨平台性。

权限不足错误

在进行文件或目录操作时，如果权限不足会报错。比如在 Linux 系统中，尝试在/root目录下创建文件（普通用户无权限）：

import os
# 错误示范，普通用户无权限在/root下创建文件
os.mkdir('/root/new_folder')

运行会提示权限不足错误。务必确保当前运行 Python 脚本的用户有足够权限执行相应操作。

操作不存在的文件或目录

对不存在的文件或目录进行操作（如删除、重命名）会引发错误。例如删除一个不存在的文件：

import os
# 错误示范，文件不存在会报错
os.remove('non_existent_file.txt')

在进行操作前，最好先用os.path.exists函数检查目标是否存在。

import os
file_to_delete = 'non_existent_file.txt'
if os.path.exists(file_to_delete):
  os.remove(file_to_delete)
else:
  print(f"{file_to_delete} 不存在")

环境变量操作

os.environ可用于获取和操作环境变量。比如获取系统的PATH环境变量：

import os
path_env = os.environ.get('PATH')
print(f"PATH环境变量: {path_env}")

也可以临时设置环境变量：

import os
os.environ['TEMP_VARIABLE'] = 'example_value'
value = os.environ.get('TEMP_VARIABLE')
print(f"临时环境变量值: {value}")

在某些需要特定环境变量的程序调用中很有用。

执行系统命令

os.system函数能在 Python 中执行系统命令。例如在 Windows 下打开计算器程序：

import os
os.system('calc')

在 Linux 下更新软件包列表：

import os
os.system('sudo apt update')

不过要注意，os.system在处理复杂命令和获取命令输出时存在一定局限性，更推荐使用subprocess模块进行更强大的命令执行和输出处理。

小白：（恍然大悟）原来os模块有这么多实用功能，能让我轻松操控操作系统！

专家：（微笑）记住：掌握os模块，你在 Python 中与操作系统交互将更加得心应手！

常用函数速查表