Python 的标准库提供了许多有用的模块，其中 os 模块是一个功能强大的工具，用于进行文件和目录操作，以及管理操作系统相关的功能。无论是在编写脚本还是开发应用程序，os 模块都是不可或缺的。
本文将深入介绍 os 模块，包括其主要功能和示例代码，更好地理解如何利用它来管理文件和目录。
一、什么是 os 模块？
os 模块是 Python 标准库中的一个核心模块，提供了与操作系统交互的函数和方法。
通过 os 模块，可以执行以下操作：
- 文件和目录的创建、删除、重命名等操作。
- 获取文件和目录的属性信息，如大小、权限等。
- 运行系统命令和子进程。
- 管理环境变量和路径。
- 处理文件路径，包括路径拼接、拆分和规范化。
- 更多与操作系统相关的功能。
os 模块编写可移植的代码，因为它可以适应不同操作系统（如 Windows、Linux 和 macOS）的差异。
二、文件和目录操作
1. 创建目录
使用 os.mkdir() 函数可以创建一个新的目录。如果目录已经存在，会引发 FileExistsError 异常。
import os
# 创建一个新目录
os.mkdir("my_directory")
2. 删除目录
使用 os.rmdir() 函数可以删除目录。如果目录非空，会引发 OSError 异常。
import os
# 删除目录
os.rmdir("my_directory")
3. 遍历目录
os 模块提供了许多方法来遍历目录中的文件和子目录。例如，os.listdir() 返回指定目录中的所有文件和子目录的列表。
import os
# 遍历目录并打印文件和子目录
for item in os.listdir("my_directory"):
print(item)
4. 文件操作
os 模块还可以进行文件操作，如创建文件、删除文件、重命名文件等。
以下是一些常见的文件操作示例：
import os
# 创建文件
with open("my_file.txt", "w") as file:
file.write("Hello, World!")
# 删除文件
os.remove("my_file.txt")
# 重命名文件
os.rename("old_file.txt", "new_file.txt")
三、路径操作
os 模块提供了一组函数来处理文件和目录路径。这对于编写可移植的代码特别有用，因为不同操作系统使用不同的路径分隔符。
以下是一些示例：
1. 拼接路径
os.path.join() 函数用于拼接目录和文件名，根据当前操作系统的规则自动添加正确的路径分隔符。
import os
path = os.path.join("my_directory", "file.txt")
2. 获取绝对路径
os.path.abspath() 函数用于获取指定路径的绝对路径。
import os
absolute_path = os.path.abspath("my_directory/file.txt")
3. 拆分路径
os.path.split() 函数将路径拆分为目录部分和文件名部分。
import os
dirname, filename = os.path.split("/path/to/my_file.txt")
四、系统命令和子进程
os 模块可以执行系统命令和创建子进程。这对于自动化系统任务非常有用。
1. 执行系统命令
os.system() 函数可用于执行系统命令。
import os
# 执行系统命令
os.system("ls -l")
2. 创建子进程
os 模块还提供了创建子进程的函数，如 os.fork()、os.spawn*() 等。允许在 Python 中运行其他程序。
五、示例应用：批量重命名文件
一个实际示例，使用 os 模块批量重命名文件。
import os
# 获取目标目录中的所有文件
directory = "my_directory"
files
= os.listdir(directory)
# 批量重命名文件
for i, filename in enumerate(files):
new_name = f"file_{i+1}.txt"
os.rename(os.path.join(directory, filename), os.path.join(directory, new_name))
此示例会将目录中的所有文件重命名为 "file_1.txt"、"file_2.txt" 等。
总结
Python 的 os 模块提供了强大的工具，用于进行文件和目录操作，以及与操作系统交互。不仅可以简化文件操作，还可以使代码在不同操作系统上具有更好的可移植性。
