[Python知识库]Python中对文件目录的操作

一、前言

??目录也称文件夹，用于分层保存文件。通过目录可以分门别类地存放文件。我们也可以通过目录快速找到想要的文件。在Python 中，并没有提供直接操作目录的函数或者对象而是需要使用内置的os和os.path模块实现。

说明： os模块是Python内置的与操作系统功能和文件系统相关的模块，该模块中的语句的执行结果通常与操作系统有关，在不同大的操作系统上运行，可能会得到不一样的结果。

??常用的目录操作主要有判断目录是否存在、创建目录、删除目录和遍历目录等。

说明： 本文的内容都是以Windows操作系统为例进行介绍的，所以代码的执行结果也都是在Windows操作系统下显示的。

二、os和os.path模块

??在Python 中，内置了os模块及其子模块os.path，用于对目录或文件进行操作。在使用os模块或者os.path模块时，需要先应用import语句将其导入，然后才可以应用它们提供的函数或者变量。

??导入os模块可以使用下面的代码：

import os

说明： 导入os模块后，也可以使用子模块os.path。

??导入os模块后，可以使用该模块提供的通用变量获取与系统有关的信息。常用的变量有以下几个：

• name：用于获取操作系统类型。

??例如，获取但前系统类型，可以输入下代码：

import os

system_type = os.name

print(system_type)

??运行上面代码，将显示如图所示结果：

说明： 如果os.name的输出结果为nt，则表示是Windows操作系统；如果是posix，则表示是Linux、Unix 或 Mac OS 操作系统。

• sep：用于获取当前操作系统所使用的路径分隔符。
  ??例如，在Windows操作系统下输入os.sep，将显示如图所示的结果：
  

• linesep：用于获取当前操作系统上的换行符。

??例如，在Windows操作系统下输入os.linesep，将显示如图所示的结果：

??os模块还提供了一些操作目录的函数，如下表所示：

??os.path模块还提供了一些操作目录的函数，如下表所示：

三、路径

??用于定位一个文件或者目录的字符串称为一个路径。在程序开发时，通常涉及两种路径，一种是相对路径，另一种是绝对路径。

1.相对路径

??在学习相对路径之前，需要先了解什么是当前工作目录。当前工作目录是指当前文件所在的目录。在Python中，可以通过os模块提供的getcwd()函数获取当前工作目录。例如，在"D:\Python\test.py"文件中，编写一下代码：

import os

print(os.getcwd())  # 输出当前目录

??执行上面的代码后，将显示以下目录，该目录就是当前工作目录：

D:\Python

??相对路径就是依赖于当前工作目录的。如果在当前工作目录下，有一个名称为message.txt的文件，那么在打开这个文件时，就可以直接写上文件名，这时采用的就是相对路径，message.txt文件的实际路径就是当前工作目录"D:\Python"+相对路径"message.txt"，即"D:\Python\test.py"

??如果在当前工作目录下，有一个子目录demo，并且在该子目录下保存着文件message.txt，那么在打开这个文件时就可以写上“demo/message.txt”,例如下面代码：

with open("demo/message.txt") as file 	# 通过相对路径打开文件
	pass

说明： 在Python中，指定文件路径时需要对路径分隔符“\”进行转义，即将路径中的“\”替换为“\”，例如对于相对路径为"demo\message.txt"需要使用"demo\message.txt"代替。另外，也可以将路径分隔符“\”采用“/”代替。

多学两招： 在指定文件路径时，也可以在表示路径字符串前面加上字母r(或R)，那么该字符串将原样输出，这时路径中的分隔符就不需要再转义了，例如，上面代码可以修改以下内容：

with open(r"demo\message.txt") as file 	# 通过相对路径打开文件
	pass

2.绝对路径

??绝对路径是指在使用文件时指定文件的实际路径，它不依赖于当前工作目录。在Python中，可以通过os.path模块提供的abspath()函数获取一个文件的绝对路径。abspath()函数的基本语法格式如下：

os.path.abspath(path)

??例如，要获取相对路径"demo\message.txt"的绝对路径，可以使用下面代码：

import os
print(os.path.abspath(r"demo\message.txt")) # 获取绝对路径

??如果当前工作目录为"D:\Python",那么将得到以下结果：

D:\Python\demo\message.txt

3.拼接路径

??如果想要将两个或者多个路径拼接到一起组成一个新的路径，可以使用os.path模块提供的join()函数实现。join()函数基本语法格式如下：

os.path.join(path1[,path2[,……]])

??其中，path1、path2用于代表要拼接的文件路径，这些路径间使用逗号进行分隔。如果在要拼接的路径中，没有一个绝对路径，那最后拼接出来的将是一个绝对路径。

注意： 使用os.path.join()函数拼接路径时，并不会检查该路径是否存在。

??例如，需要将"D:\Python"和"demo\message.txt"路径拼接到一起，可以使用下面代码：

import os
print(os.path.join("D:\Python","demo\message.txt")

??执行上面代码，将得到以下结果：

D:\Python\demo\message.txt

说明： 在使用join()函数时，如果要将拼接的路径中，存在多个绝对路径，那么以从左到右的顺序最后一次出现的为准，并且该路径之前的参数都将被忽略，例如下面的代码：

import os
print(os.path.join("E:\\code","D:\\Python","Code","C:\\","demo"))

??将得到拼接后的路径为"C:\demo"。

??把两个路径拼接为一个路径时，不要直接使用字符串拼接，而是使用os.path.join()函数，这样可以正确处理不同操作系统的路径分隔符。

四、判断目录是否存在

??在Python中，有时需要判断给定的目录是否存在，这时可以使用os.path模块提供的exists()函数实现。exists()函数的基本语法格式如下：

os.path.exists(path)

??其中，path为要判断的目录，可是采用绝对路径，也可以采用相对路径。
??返回值：如果给定的路径存在，则返回True，否则，返回False。

??例如，要判断绝对路径"C:\demo"是否存在，可以使用下面代码：

import os
print(os.path.exists("C:\\demo"))

??执行上面代码，如果在C盘根目录下没有demo子目录，则返回False，否则返回True。

说明： os.path.exists()函数除了可以判断目录是否存在，还可以判断文件是否存在。例如，将上面的"C:\demo"替换为"C:\demo\test.txt",则用于判断C:\demo\test.txt文件是否存在。

五、创建目录

??在Python中，os模块提供了两个创建目录的函数，一个用于创建一级目录，另一个用于创建多级目录。

1.创建一级目录

??创建一级目录是指一次只能创建一级目录。在Python中，可以使用os模块提供的mkdir()函数实现。通过该函数只能创建指定路径中的最后一级目录，如果该目录的上一级不存在，则抛出FileNotFoundError异常。mkdir()函数的基本语法格式如下：

os.mkdir(path , mode=0777)

参数说明：

• path：用于指定要创建的目录，可以使用绝对路径，也可以使用相对路径。
• mode：用于指定指定数值模式，默认值为0777。该参数在UNIX系统上无效或被忽略。

??例如，在Windows系统上创建一个C:\demo目录，可以使用下面代码;

import os
os.mkdir("C:\\demo")

??执行上面代码，将在C盘根目录下创建一个demo目录，如下图所示：

??如果在创建路径时，demo目录已经存在了，将抛出FileNotFoundError异常，如下图所示：

??要解决上面的问题，可以在创建目录前，先判断指定的目录是否存在，只有当目录不存在时才创建，具体代码如下：

import os
path = "C:\\demo"	# 指定要创建的目录
if not  os.path.exists(path):	# 判断目录是否存在
	os.mkdir(path)	# 创建目录
	print("目录创建成功")
	
else:
	print（"该目录已经存在"）

注意： 如果指定的目录有多级，而且最后一级的上一级目录中不存在的，则抛出FileNotFoundError异常，并且创建不成功，这时可以使用创建多级目录的方法。

2.创建多级目录

??使用mkdir()函数只能创建一级目录，如果想创建多级，可以使用os模块提供的makedirs()函数，该函数用于采用递归的方式创建目录。makedirs()函数基本语法如下：

os.makedirs(path , mode=0777)

参数说明：

• path：用于指定要创建的目录，可以使用绝对路径，也可以使用相对路径。
• mode：用于指定指定数值模式，默认值为0777。该参数在UNIX系统上无效或被忽略。

??在Windows系统中，刚刚我们在C盘根目录下创建一个demo目录，再创建子目录test\dir\mr,可以使用下面代码：

import os
os.makedirs("C:\\demo\\test\\dir\\mr")

??执行上面代码，将创建如下图所示目录：

六、删除目录

??删除目录可以使用os模块提供的rmdir()函数实现。通过rmdir()函数删除目录时，只有当要删除的目录为空时才起作用。rmdir()函数的基本语法格式如下：

os.rmdir(path)

??其中，path为要删除的目录，可以使用相对路径，也可以使用绝对路径。

??例如，要删除刚刚创建的C:\demo\test\dir\mr目录，可以使用下面代码：

import os
os.rmdir("C:\\demo\\test\\dir\\mr") # 删除C:\\demo\\test\\dir\\mr目录

??运行上面代码，将删除C:\demo\test\dir目录下的mr目录。

注意： 如果要删除的目录不存在，那么将抛出“FileNotFoundError：[WinError 2]系统找不到指定的文件。”异常。因此，在执行os.rmdir()函数前，建议先判断路径是否存在，可以使用os.path.exists()函数判断，具体代码如下：

import os
path = "C:\\demo\\test\\dir\\mr"
if not os.path.exists(path):
	os.rmdir(path)
	print("删除成功")
else:
	print("该目录不存在")

多学两招： 使用rmdir()函数只能删除空的目录，如果想要删除非空的目录，则需要使用Python的内置的标准模块shutil的rmtree()函数实现。例如，删除不空的“C:\demo\test”目录，可以使用下面代码：

import shutil
shutil.rmtree("C:\\demo\\test")		# 删除C:\demo目录下的test子目录及内容

七、遍历目录

??遍历在古汉语的意思是全部走遍，到处周游。在Python中，遍历的意思与其相似，就是对指定目录下的全部目录(包括子目录)以及文件浏览一遍。在Python中，os模块的walk()函数用于实现遍历目录的功能。walk()函数的语法格式如下：

os.walk(top[,topdown][,onerror][,followlinks])

参数说明：

• top：用于指定要遍历的内容的根目录。
• topdown：可选参数，用于指定遍历顺序，如果值为True，表示自上而下遍历（即先遍历根目录）；如果值为False，表示自下而上遍历（最后一级子目录）。默认为True。
• onerror：可选参数，用于指定错误处理方式，默认为忽略，如果不想忽略也可以指定一个错误处理函数。通常情况下采用默认。
• followlinks：可选参数，默认情况，walk()函数不会向下转换成解析到目录的符号链接，将该参数值设置为True，表示用于指定在支持的系统上访问由符号链接指向目录。
• 返回值：返回一个包含3个元素（dirpath，dirnames，filename）的元组生成器对象。其中dirpath表示当前遍历的路径，是个字符串；dirnames表示当前路径下包含的子目录，是一个列表；filename表示当前路径下包含的文件，也是一个列表。

??例如，要遍历指定目录“D:\Python\Code”,可以使用下面代码：

import os  # 导入os模块

tuples = os.walk("D:\\Python\\Code")  # 遍历D:\Python\Code\01
for tuple1 in tuples:  # 通过循环遍历出结果
    print(tuple1, "\n")  # 输出每一级目录元组

??如果，在“D:\Python\Code”目录下包含如图所示的内容：

??执行上面代码，将显示如下图所示的结果：

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