Python处理文件系统的10种方法

作者 | Jeff Hale

译者 | 风车云马；责编 | Jane，Rachel

出品 | Python大本营（ID：pythonnews）

【导读】在编写一些Python程序的时候，我们常常需要与文件系统进行交互。在本文中，营长为大家整理了10个常用的相关命令，涉及查看信息、更改信息、删除文件等，并提供了相应的终端命令，帮助大家更高效地对文件系统及其中的文件内容进行操作。

通过一个能够实现与文件系统进行交互的Python程序，我们可以实现很多有趣的应用，但是大部分人并不知道如何实现这种交互。本文为相关研发人员和数据科学家提供了一个实现指南，并重点介绍10个基本的os和shutil命令，以便通过脚本实现Python程序与文件系统的自动交互。

文件系统和一栋房子的结构相似。在每次进行大扫除的时候，我们都需要将很多箱的文件从一个屋子移动到另一个屋子，这和使用Python移动文件的操作很像。

文件目录则像装满了东西的箱子，只不过在文件系统中，装的都是系统中存储的文件。

装在箱子中的笔记本，就像电脑中存储的文件，我们可以对其进行读/写，也可以把它们存放在目录中。

这个指南介绍了os和shutil模块中的相关方法。其中，os模块主要用于与操作系统交互，shutil模块则包含一些针对文件的操作。一般情况下，我们使用os创建目录，使用shutil移动和复制文件。

Python标准库更新：2019年2月16日新增pathlib库

在 Python 3.4 版本，标准库中增加了 pathlib 模块，以改进文件路径的处理；在3.6版本中，增加了更多pathlib与标准库的其他模块的交互，效果很好。pathlib将路径视为对象而非字符串，这使得其在解析文件路径上具有一定优势。如果你想要对pathlib有更多了解，可以阅读 Real Python 和 pbpython 提供的介绍。虽然pathlib 很方便，但它不具备我们将要探索的一些底层功能。因此，使用 os 和shutil 方法还是有必要的。

在进行更详细的介绍之前，有以下几点需要注意：

• 本指南是基于 python3，2020年1月以后将不再支持 python 2 。
• 在使用相关命令之前，需要在代码开头导入了 os 和 shutil 库。
• 我的示例代码可以在GitHub上找到。
• 请使用自己的参数替换下面引号中的参数。

下面， 本文将逐一介绍文件系统的 10 种命令方法，每个部分都会按照“方法：描述→对应的 macOS Shell 命令”模式进行介绍，便于大家理解。

一、获取信息（Get Info）

• os.getcwd()：以字符串形式获取当前工作目录路径 → pwd
• os.listdir() ：以字符串列表的形式获取当前工作目录的内容→ls
• os.walk（"starting_directory_path"）：返回一个生成器（generator），该生成器包含当前目录和所有子目录中的文件名称及路径信息；→没有完全等价的shell命令，不过 ls -R 命令提供了子目录名称和子目录中的文件名称

二、更改信息（Change Things）

• os.chdir（"/absolute/or/relative/path"）：更改当前的工作路径→ cd
• os.path.join()：创建路径供后续使用→ 没有等效的命令
• os.makedirs（“dir1 / dir2”）：创建目录→ mkdir - p
• shutil.copy2（"source_file_path","destination_directory_path"）：复制文件或目录→ cp
• shutil.move（"source_file_path","destination_directory_path"）：移动文件或目录→ mv
• os.remove（“my_file_path”）：删除文件→ rm
• shutil.rmtree（“my_directory_path”）：删除路径及其包含的所有文件和目录→ rm –rf

以上是对十个最常用、基础的文件系统方法的初步介绍，接下来我们再深入讲解一些重要的模块和使用方法。

查看信息

os.getcwd()

以字符串形式返回当前工作目录

os.listdir() 

以字符串列表形式返回当前目录

os.walk（"my_start_directory"）

创建一个生成器，用于返回关于当前目录和子目录的信息。在起始指定的目录中有效。

os.walk() 遍历包含的每个目录后，都会返回下列项：

（1）当前目录路径（字符串类型）

（2）当前目录下的子目录名称（字符串列表类型）

（3）当前目录中的文件名称（字符串列表类型的）

使用带有for循环的os.walk()来遍历目录及其子目录的内容通常很有用。例如，下面的代码将打印当前工作目录的目录和子目录中的所有文件。

import os
cwd = os.getcwd()
for dir_path, dir_names, file_names in os.walk(cwd):
 for f in file_names:
 print(f)

以上是获取信息的操作。下面让我们一起看一下更改工作目录或移动、复制、删除文件系统的命令。

更改信息

os.chdir("/absolute/or/relative/path")

此方法将当前工作路径更改为绝对路径或相对路径。

如果随后要对文件系统进行其他更改，在试用该方法时留意处理任何异常。否则，您可能正在删除不希望删除的目录或文件。

os.path.join()

os.path模块提供了许多用于路径名操作的有用方法。您可以使用它查找有关目录名称，或者目录名称的部分信息。该模块还可以用来检查文件或目录是否存在。

os.path.join()提供将多个字符串完美连接在一起的文件路径，而且是在大多数操作系统上都可以工作的路径。该模块文档的描述为，该命令可以“更加智能的连接一个或多个路径组件，返回值是路径或路径的任何成员路径的连接，每个非空路径后都有一个目录分隔符(os.sep)，最后一个除外”。

另外，如果使用的是Unix或macOS系统，os.path.join()会在每个字符串之间添加一个斜杠(" / ")来创建路径。如果操作系统需要“”，那么join会自动使用反斜杠。

os.path.join()还向其他开发人员提供了创建路径的明确信息。强烈建议读者多使用这个命令，不要每次都手动添加斜杠。

os.makedirs("dir1/dir2")

os.makedirs()能够生成目录。mkdir()方法也可以生成目录，但它不生成中间目录。所以建议使用os.makedirs()。

shutil.copy2("source_file", "destination")

在Python中复制文件和目录的方法有很多，但建议使用此命令。shutil.copy2()的优势在于，它尽可能地保留了源文件的元数据。如果你希望对文件和努力的复制有更多了解，可以阅读这篇文章。

移动文件

shutil.move("source_file", "destination")

使用shutil.move()更改文件的位置。它使用 copy2 作为后台参数默认值。

os.remove("my_file_path")

当需要删除文件时，可以使用os.remove()工具。

shutil.rmtree("my_directory_path")

shutil.rmtree()删除一个目录及其中的所有文件和目录。

删除文件

使用删除函数的时候一定要多加小心！您可以使用print()将要删除的内容打印出来，在确定不会删除错误文件后，再用相应的删除文件函数替换print()。在此向Al Sweigart致敬，感谢他在文章《Automate the Boring Stuff with Python》中进行的讨论。

最后我们再回顾一下整个方法。

10种文件系统方法概述

下面方法遵循这个模式：方法——描述——等效macOS Shell命令

获取信息

• os.getcwd() ——以字符串形式获取当前工作目录路径—— pwd
• os.listdir() ——以字符串列表的形式获取当前工作目录的内容——ls
• os.walk("starting_directory_path")——返回函数，其中包含当前目录和所有子目录中的目录和文件的名称和路径信息——没有完全等价的shell命令，不过ls -R提供了子目录名称和子目录中的文件名称

改动信息

• os.chdir("/absolute/or/relative/path") ——改变当前的工作路径——cd
• os.path.join()——创建路径供后续使用——没有等效CLI
• os.makedirs (“dir1 / dir2”)——创建目录——mkdir - p
• shutil.copy2("source_file_path","destination_directory_path")——复制文件或目录——cp
• shutil.move("source_file_path","destination_directory_path")——移动文件或目录——mv
• os.remove (“my_file_path”)——删除文件——rm
• shutil.rmtree (“my_directory_path”)——删除路径及其包含的所有文件和目录——rm –rf

以上介绍了关于Python与文件系统交互的一些基础知识。希望大家在Ipython编辑器中多尝试这些命令，并向其他人解释这些方法，以更好的掌握和巩固知识。

如果你想对相关内容有更多了解，可以看看免费的电子书，或者多用Python编编代码。关于使用Python从文件中读写的相关操作，请查看open函数的官方文档。