使用python的os模块，简单方便完成对文件夹、文件及路径的管理与访问操作。

1 前言

在最近开发中，经常需要对文件进行读取、遍历、修改等操作，想要快速、简单的完成这些操作，我选择用 python 。通过 python 的标准内置 os 模块，只需要几行代码，即可完成想要的操作。经过对 os 的使用，本文把 os 模块的常用的操作进行总结，主要分为以下几个划分：

• 文件夹操作：即文件夹的创建、修改(改名/移动)，查询(查看、遍历)、删除等。
• 文件操作：即文件的创建、修改、读取、删除等。
• (文件夹/文件)路径操作：即文件夹或文件的路径操作，如绝对路径，文件名与路径分割，扩展名分割等

本文涉及常用 的 os 函数的使用展示，主要使用 python 交互模式下进行代码说明。后续操作默认已经引入 os 模块，如下：

import os复制代码

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2 文件夹操作

以本地 E://pythontest 目录作为演示目录，此目录下当前文件如下：

test │ test.txt └─test-1     test-1.txt复制代码

test 及 test-1 是文件夹，test.txt 及 test-1.txt 是文件。

2.1 查询操作

熟悉 linux 同学应该对 ls / pwd / cd 等操作不陌生，对应的 python 也有对应的方法，主要包括：

• listdir ： 文件及目录列表
• getcwd ：获取当前目录
• chdir ：更换目录
• stat ：文件及目录基本信息
• walk ：递归遍历目录

>>> os.chdir("E://pythontest")  # 更改目录>>> os.getcwd()                 # 获取当前目录'E:pythontest'>>> os.listdir("test")          # 文件及目录列表，相对路径['test-1', 'test.txt']          >>> os.listdir("E://pythontest/test")  # 文件及目录列表，绝对路径['test-1', 'test.txt']>>> os.stat("test")             # 获取目录信息os.stat_result(st_mode=16895, st_ino=4503599627377599, st_dev=266147611, st_nlink=1, st_uid=0, st_gid=0, st_size=0, st_atime=1590833033, st_mtime=1590832647, st_ctime=1590832207)>>> os.stat("test/test.txt")    # 获取文件信息os.stat_result(st_mode=33206, st_ino=2251799813692354, st_dev=266147611, st_nlink=1, st_uid=0, st_gid=0, st_size=4, st_atime=1590832653, st_mtime=1590832609, st_ctime=1590832598)复制代码

其中 stat 函数返回的是文件或者目录的基本信息，具体如下：

• st_mode: inode 保护模式
• st_ino: inode 节点号。
• st_dev: inode 驻留的设备。
• st_nlink: inode 的链接数。
• st_uid: 所有者的用户ID。
• st_gid: 所有者的组ID。
• st_size: 普通文件以字节为单位的大小
• st_atime: 上次访问的时间。
• st_mtime: 最后一次修改的时间。
• st_ctime: 创建时间。

日常使用中，我们一般使用 st_size 、st_ctime 及 st_mtime 获取文件大小，创建时间，修改时间。另外，我们看到输出的时间是秒数，在这里提一下，关于日期的转换处理。

(1)秒数转日期时间格式字符串

>>> import time                              # 引入time模块>>> timestruct = time.localtime(1590803070)  # 转换为时间结构体>>> print(timestruct)time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=5, tm_mday=30, tm_hour=9, tm_min=44, tm_sec=30, tm_wday=5, tm_yday=151, tm_isdst=0)>>> time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",timestruct)   # 格式化时间'2020-05-30 09:44:30'复制代码

(2)格式日期时间字符串转秒数

>>> import datetime               # 引入datetime模块>>> timeobject = datetime.datetime.strptime("2020-05-23 10:00:00","%Y-%m-%d %H:%M:%S") #解析时间字符串为时间对象>>> timeseconds=time.mktime(timeobject.timetuple())  # 获取时间秒数>>> print(int(timeseconds))       # 转为int显示1590199200复制代码

• 遍历操作 walk 函数对目录进行递归遍历，返回 root，dirs，files，分别对应当前的遍历的目录，此目录中的子目录及文件。

>>> data = os.walk("test")               # 遍历test目录>>> for root,dirs,files in data:         # 递归遍历及输出...    print("root:%s" % root)...    for dir in dirs:...       print(os.path.join(root,dir))...    for file in files:...       print(os.path.join(root,file))...root:testtestest-1testest-2testest.txtroot:testest-1testest-1est-1.txtroot:testest-2testest-2est-2.txt复制代码

2.2 创建操作

• mkdir ：新建单个目录，若目录路径中父目录不存在，则创建失败
• makedirs ：新建多个目录，若目录路径中父目录不存在，则自动创建

>>> os.mkdir("test")>>> os.mkdir("test1/test1-1")          # 父目录不存在，报错Traceback (most recent call last):  File "", line 1, in FileNotFoundError: [WinError 3] 系统找不到指定的路径。: 'test1/test1-1'>>> os.makedirs("test1/test1-1")       # 父目录不存在，自动创建>>> os.listdir("test1")['test1-1']复制代码

2.3 删除操作

• rmdir ：删除单个空目录，目录不为空则报错
• removedirs ： 按路径删除递归多级空目录，目录不为空则报错

>>> os.rmdir("test1")                         # 若目录不为空，报错Traceback (most recent call last):  File "", line 1, in OSError: [WinError 145] 目录不是空的。: 'test1'>>> os.rmdir("test1/test1-1")>>> os.removedirs("test1/test1-1")            # 删除多级空目录>>> os.listdir(".")['test']复制代码

由于删除空目录的限制，更多的是使用 shutil 模块中的 rmtree 函数，可以删除不为空的目录及其文件。

2.4 修改操作

• rename ：重命名目录或文件，可修改文件或目录的路径(即移动操作)，若目标文件目录不存在，则报错。
• renames ：重命名目录或文件，若目标文件目录不存在，则自动创建

>>> os.makedirs("test1/test1-1")>>> os.rename("test1/test1-1","test1/test1-2")     # test1-1 修改为test1-2>>> os.listdir("test1")['test1-2']>>> os.rename("test1/test1-2","test2/test2-2")     # 由于test2目录不存在，报错Traceback (most recent call last):  File "", line 1, in FileNotFoundError: [WinError 3] 系统找不到指定的路径。: 'test1/test1-2' -> 'test2/test2-2'>>> os.renames("test1/test1-2","test2/test2-2")    # renames可自动创建不存在的目录>>> os.listdir("test2")['test2-2']复制代码

如果目标路径文件已经存在，那么os.rename()和os.renames()都会报错：FileExistsError: [WinError 183] 当文件已存在时，无法创建该文件。

3 文件操作

3.1 查询操作

• open/read/close ：文件读取
• stat ：文件信息，详细见前面文件夹中的 stat 说明

>>> f = os.open("test/test.txt", os.O_RDWR|os.O_CREAT)  # 打开文件>>> str_bytes = os.read(f,100)                          # 读100字节>>> str = bytes.decode(str_bytes)                       # 字节转字符串>>> print(str)test write data>>> os.close(f)                                         # 关闭文件复制代码

注意 open/read/close 需要一起操作，其中 open 操作需要指定模式，上述是以读写模式打开文件，若文件不存在则创建文件。各模式具体如下：

flags -- 该参数可以是以下选项，多个使用 "|" 隔开：

• os.O_RDONLY: 以只读的方式打开
• os.O_WRONLY: 以只写的方式打开
• os.O_RDWR : 以读写的方式打开
• os.O_NONBLOCK: 打开时不阻塞
• os.O_APPEND: 以追加的方式打开
• os.O_CREAT: 创建并打开一个新文件
• os.O_TRUNC: 打开一个文件并截断它的长度为零(必须有写权限)
• os.O_EXCL: 如果指定的文件存在，返回错误
• os.O_SHLOCK: 自动获取共享锁
• os.O_EXLOCK: 自动获取独立锁
• os.O_DIRECT: 消除或减少缓存效果
• os.O_FSYNC : 同步写入
• os.O_NOFOLLOW: 不追踪软链接

3.2 创建操作

前面已提到，使用 open ，指定模式， 若文件不存在，则创建。有点类似 linux 操作中的 touch。

>>> f = os.open("test/test.txt", os.O_RDWR|os.O_CREAT)   # 若文件不存在，则创建>>> os.close(f)复制代码

3.3 修改操作

• open/write/close ：写入文件内容
• rename ，renames ： 与前面介绍的修改名称、移动操作一致。

>>> f = os.open("test/test.txt", os.O_RDWR|os.O_CREAT)     # 打开文件>>> os.write(f,b"test write data")                         # 写入内容15>>> os.close(f)                                   # 关闭文件复制代码

3.4 删除

• remove ：删除文件，注意不能删除目录(使用 rmdir/removedirs)

>>> os.remove("test/test-1")       # 删除目录报错Traceback (most recent call last):  File "", line 1, in FileNotFoundError: [WinError 2] 系统找不到指定的文件。: 'test/test1'>>> os.remove("test/test.txt")     # 删除文件>>> os.listdir("test")['test-1']复制代码

4 路径操作

在使用文件或目录过程中，经常需要对文件及目录路径进行处理，因此，os 中有一个子模块 path，专门就是处理路径操作的。主要有以下操作：

• abspath ：返回绝对路径

>>> os.path.abspath("test")'E:pythontestest'复制代码

• exists ：判断文件或目录是否存在

>>> os.path.exists("test")True>>> os.path.exists("test/test.txt")False>>> os.path.exists("test/test-1/test-1.txt")True复制代码

• isfile/isdir ：判断是否为文件/目录

>>> os.path.isdir("test")True>>> os.path.isfile("test/test-1/test-1.txt")True复制代码

• basename/dirname：获取路径尾部和路径头部。其实就是以路径中最后一个 / 为分割符，分为头(head) 和尾(tail)两部分，tail 是 basename 返回的内容，head 是 dirname 返回的内容。经常用于获取文件名，目录名等操作

>>> os.path.basename("test/test-1/test-1.txt")   # 文件名'test-1.txt'>>> os.path.basename("test/test-1/")     # 空内容''>>> os.path.basename("test/test-1")      # 目录名'test-1'>>> os.path.dirname("test/test-1/test-1.txt")   # 文件所在目录路径'test/test-1'>>> os.path.dirname("test/test-1/")   # 目录路径'test/test-1'>>> os.path.dirname("test/test-1")   # 父目录路径'test'复制代码

• join ：合成路径，即把两个参数使用系统路径分割符进行连接，形成完整路径。

>>> os.path.join("test","test-1")   # 连接两个目录'testest-1'>>> os.path.join("testest-1","test-1.txt")   # 连接目录与文件名'testest-1est-1.txt'复制代码

• split ：分割文件名和文件夹，即把 path 以最后一个斜线"/"为分隔符，切割为 head 和 tail ，以 (head, tail) 元组的形势返回。

>>> os.path.split("test/test-1")     # 分割目录('test', 'test-1')>>> os.path.split("test/test-1/")    # 以/结尾的目录分割('test/test-1', '')>>> os.path.split("test/test-1/test-1.txt")  # 分割文件('test/test-1', 'test-1.txt')复制代码

• splitext ：分割路径名和文件扩展名，把path 以最后一个扩展名分隔符“.”分割，切割为 head 和 tail ，以 (head, tail) 元组的形势返回。注意与 split 的区别是分隔符的不同。

>>> os.path.splitext("test/test-1")  ('test/test-1', '')>>> os.path.splitext("test/test-1/") ('test/test-1/', '')>>> os.path.splitext("test/test-1/test-1.txt")  # 区分文件名及扩展名('test/test-1/test-1', '.txt')>>> os.path.splitext("test/test-1/test-1.txt.tmp") # 以最后的"."为分割点('test/test-1/test-1.txt', '.tmp')复制代码

5 示例应用

下面以一些平时使用到的场景，对前面的操作函数进行综合使用。

5.1 批量修改文件名

def batch_rename(dir_path):    itemlist = os.listdir(dir_path)    # 获取目录文件列表    for item in itemlist:        # 连接成完整路径        item_path = os.path.join(dir_path, item)        print(item_path)        # 修改文件名        if os.path.isfile(item_path):            splitext = os.path.splitext(item_path)            os.rename(item_path, splitext[0] + "-副本" + splitext[1])复制代码

5.2 遍历目录及子目录下所有指定扩展名的文件

def walk_ext_file(dir_path,ext):    # 遍历    for root, dirs, files in os.walk(dir_path):        # 获取文件名称及路径        for file in files:            file_path = os.path.join(root, file)            file_item = os.path.splitext(file_path)            # 输出指定扩展名的文件路径            if ext == file_item[1]:                print(file_path)复制代码

5.3 按修改时间排序指定目录下的文件

def sort_file(dir_path):    # 排序前    itemlist = os.listdir(dir_path)    print(itemlist)    # 正向排序    itemlist.sort(key=lambda filename: os.path.getmtime(os.path.join(dir_path, filename)))    print(itemlist)    # 反向排序    itemlist.sort(key=lambda filename: os.path.getmtime(os.path.join(dir_path, filename)), reverse=True)    print(itemlist)    # 获取最新修改的文件    print(itemlist[0])复制代码

6 总结

在需要对文件或者目录进行操作时，python 是一个简单快速选择。本文通过 python 的标准内置 os 模块及子模块 os.path 的常用方法进行介绍，最后结合使用场景进行综合使用。相信已经满足大家对文件及目录操作的大部分需求。

最后多说一句，小编是一名python开发工程师，这里有我自己整理了一套最新的python系统学习教程，包括从基础的python脚本到web开发、爬虫、数据分析、数据可视化、机器学习等。想要这些资料的可以关注小编，并私信“01”领取。