课时30：文件系统：介绍一个高大上的东西

目录：

　　一、os模块中关于文件/目录常用的函数使用方法

　　二、os.path模块中关于路径常用的函数使用方法

　　三、课时30课后习题及答案

接下来会介绍跟Python的文件相关的一些很有用的模块。模块是什么？其实我们写的每一个源代码文件（*.py）都是一个模块。Python自身带有非常多使用的模块。

比如刚开始介绍的文字小游戏，里边就用random模块的randint（）函数来生成随机数。然而要使用这个randint（）函数，直接就调用可不行：

>>> random.randint(0,9)
                              
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#36>", line 1, in <module>
    random.randint(0,9)
NameError: name 'random' is not defined

正确的做法是先使用import语句导入模块，然后再使用:

>>> import random
                              
>>> random.randint(0,9)
                              
3
>>> random.randint(0,9)
                              
0
>>> random.randint(0,9)
                              
7

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一、os模块中关于文件/目录常用的函数使用方法

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首先要介绍的是高大上的OS模块，OS即Operating System的缩写，意思是操作系统。之所以说OS模块高大上，是因为对于文件系统的访问，Python一般是通过OS模块来实现的。

Python是跨平台的语言，也就是说，同样的源代码在不同的操作系统不需要修改就可以同样实现。有了OS模块，不需要关心什么操作系统下使用什么模块，OS模块会帮你选择正确的模块并调用。

下表列举了os模块中关于文件/目录常用的函数使用方法：

函数名        　　　　　　　　　使用方法
getcwd()    　　　　　　　　　返回当前工作目录
chdir(path)   　　　　　　　　改变工作目录
listdir(path='.')   　　　　列举指定目录中的文件名（'.'表示当前目录，'..'表示上一级目录）
mkdir(path)    　　　　　　　创建单层目录，如该目录已存在抛出异常
makedirs(path)   　　　　　　递归创建多层目录，如该目录已存在抛出异常，注意：'E:\\a\\b'和'E:\\a\\c'并不会冲突
remove(path)   　　　　　　　删除文件
rmdir(path)   　　　　　　　 删除单层目录，如该目录非空则抛出异常
removedirs(path)   　　　　 递归删除目录，从子目录到父目录逐层尝试删除，遇到目录非空则抛出异常
rename(old, new)    　　　　将文件old重命名为new
system(command)   　　　　 运行系统的shell命令
walk(top)   　　　　　　　　 遍历top路径以下所有的子目录，返回一个三元组：(路径, [包含目录], [包含文件])【具体实现方案请看：第30讲课后作业^_^】

以下是支持路径操作中常用到的一些定义，支持所有平台    
os.curdir   　　　　　　　　 指代当前目录（'.'）
os.pardir    　　　　　　　　指代上一级目录（'..'）
os.sep    　　　　　　　　　  输出操作系统特定的路径分隔符（Win下为'\\'，Linux下为'/'）
os.linesep   　　　　　　　　当前平台使用的行终止符（Win下为'\r\n'，Linux下为'\n'）
os.name    　　　　　　　　　指代当前使用的操作系统（包括：'posix',  'nt', 'mac', 'os2', 'ce', 'java'）

1、getcwd（）

在有些情况下，我们需要获得应用程序当前的工作目录（比如要保存临时文件），那么可以使用getcwd（）函数获得：

>>> import os
                              
>>> os.getcwd()
                              
'C:\\Users\\14158\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37'

2、chdir（path）

用chdir（）函数可以改变当前工作目录，比如可以切换到D盘：

>>> os.chdir("D:\\")
                              
>>> os.getcwd()
                              
'D:\\'

3、listdir（path='.'）

有时候你可能需要知道当前目录下有哪些文件和子目录，那么listdir（）函数可以帮你列举出来。path参数用于指定列举的目录，默认值是'.'，代表根目录，也可以使用'..'代表上一层目录：

>>> os.chdir("C:\\")
                              
>>> os.listdir()
                              
['$Recycle.Bin', 'aow_drv.log', 'AppData', 'Documents and Settings', 'hiberfil.sys', 'Intel', 'OneDriveTemp', 'pagefile.sys', 'pbb.txt', 'PerfLogs', 'Program Files', 'Program Files (x86)', 'ProgramData', 'Recovery', 'swapfile.sys', 'System Volume Information', 'Users', 'Windows']
>>> os.listdir("D:\\")
                              
['$RECYCLE.BIN', 'bigdata', 'Hlddz', 'InstallConfig.ini', 'JAVA', 'QQ图片20180728154834.jpg', 'QQ图片20180728155014.jpg', 'qycache', 'rhel-server-7.4-x86_64-dvd.iso', 'System Volume Information', 'ubuntu-18.04-live-server-amd64.iso', '大二上', '安装包', '小甲鱼', '应用程序', '桌面壁纸']

4、mkdir（path）

mkdir（）函数用于创建文件夹，如果该文件夹存在，则抛出FileExistsError异常：

>>> os.mkdir("test")
                              
>>> os.listdir()
                              
['$Recycle.Bin', 'aow_drv.log', 'AppData', 'Documents and Settings', 'hiberfil.sys', 'Intel', 'OneDriveTemp', 'pagefile.sys', 'pbb.txt', 'PerfLogs', 'Program Files', 'Program Files (x86)', 'ProgramData', 'Recovery', 'swapfile.sys', 'System Volume Information', 'test', 'Users', 'Windows']
>>> os.mkdir("test")
                              
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#57>", line 1, in <module>
    os.mkdir("test")
FileExistsError: [WinError 183] 当文件已存在时，无法创建该文件。: 'test'

5、makedirs（path）

makedirs（）函数可以用于创建多层目录：

>>> os.makedirs(r".\a\b\c")

效果如图所示：

6、remove(path)、rmdir(path) 和removedirs(path)

remove（）函数用于删除指定的文件，注意是删除文件，不是删除目录。如果要删除目录，则用rmdir（）函数；如果要删除多层目录，则用removedirs（）函数。

>>> os.listdir()                              
['$Recycle.Bin', 'a', 'aow_drv.log', 'AppData', 'b', 'Documents and Settings', 'hiberfil.sys', 'Intel', 'OneDriveTemp', 'pagefile.sys', 'pbb.txt', 'PerfLogs', 'Program Files', 'Program Files (x86)', 'ProgramData', 'Recovery', 'swapfile.sys', 'System Volume Information', 'test', 'Users', 'Windows']
>>> os.remove("test")                             
>>> os.rmdir("b")
>>> os.removedirs(r".\a\b\c")

注：在C盘有可能会报错，没有权限。

7、rename（old,new）

rename（）函数用于重命名文件或文件夹：

>>> os.listdir()
['a','a.txt']                              
>>> os.rename("a","b")
>>> os.rename("a.txt","b.txt")                           
>>> os.listdir()
['b','b.txt']

8、systemf（command）

几乎每个操作系统都会提供一些小工具，system（）函数就是用于使用这些小工具：

>>> os.system("calc")#calc是windows自带的计算器

回车后即弹出计算器。

9、walk（top）

最后是walk（）函数，这个函数在有些时候确实非常有用，可以省去你很多麻烦。该函数的作用是遍历top参数指定路径下的所有子目录，并将结果返回一个三元组（路径，[包含目录]，[包含文件]）。

>>> for i in os.walk("test")：
         print(i)

另外path模块还提供了一些很实用的定义，分别是：os.curdir表示当前目录；os.pardir表示上一级目录（'..'）;os.sep表示路径的分隔符，比如Windows系统下为‘\\’,linux下为‘\’;os.linesep表示当前平台使用的行终止符（在Windows下为‘\r\n’,Linux下为‘\n’）;os.name表示当前使用的操作系统。

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二、os.path模块中关于路径常用的函数使用方法

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另一个强大的板块是os.pash,它可以完成一些针对路径名的操作。下表列举了os.pash中常用到的函数使用方法。

函数名    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　使用方法
basename(path)    　　　　　　　　　　　　　　　　去掉目录路径，单独返回文件名
dirname(path)    　　　　 　　　　　　　　　　　　去掉文件名，单独返回目录路径
join(path1[, path2[, ...]])   　　　　　　　　 将path1, path2各部分组合成一个路径名
split(path)    　　　　　　　　　　　　　　　　　　分割文件名与路径，返回(f_path, f_name)元组。如果完全使用目录，它也会将最后一个目录作为文件名分离，且不会判断文件或者目录是否存在
splitext(path)    　　　　　　　　　　　　　　　　分离文件名与扩展名，返回(f_name, f_extension)元组
getsize(file)    　　　　　　　　　　　　　　　　 返回指定文件的尺寸，单位是字节
getatime(file)   　　　　　　　　　　　　　　　　 返回指定文件最近的访问时间（浮点型秒数，可用time模块的gmtime()或localtime()函数换算）
getctime(file)  　　　　　　　　　　　　　　　　  返回指定文件的创建时间（浮点型秒数，可用time模块的gmtime()或localtime()函数换算）
getmtime(file)   　　　　　　　　　　　　　　　　 返回指定文件最新的修改时间（浮点型秒数，可用time模块的gmtime()或localtime()函数换算）

以下为函数返回 True 或 False    
exists(path)    　　　　　　　　　　　　　　　　　　判断指定路径（目录或文件）是否存在
isabs(path)    　　　　　　　　　　　　　　　　　　 判断指定路径是否为绝对路径
isdir(path)   　　　　　　　　　　　　　　　　　　  判断指定路径是否存在且是一个目录
isfile(path)  　　　　　　　　　　　　　　　　　　  判断指定路径是否存在且是一个文件
islink(path)   　　　　　　　　　　　　　　　　　　 判断指定路径是否存在且是一个符号链接
ismount(path)    　　　　　　　　　　　　　　　　　 判断指定路径是否存在且是一个挂载点
samefile(path1, paht2)   　　　　　　　　　　　　 判断path1和path2两个路径是否指向同一个文件

1、basename（pash）和dirname（path）

basename（pash）和dirname（path）函数分别用于获取文件名和路径名：

>>> os.path.dirname(r"a\b\test.txt")
                              
'a\\b'
>>> os.path.basename(r"a\b\test.txt")
                              
'test.txt'

2、join（path1[, path2[, ...]]）

join（）函数跟BIF的那个join（）函数不同，os.path.join（）用于将路径名和文件名组合成一个完整的路径：

>>> os.path.join(r"C:\Python34\Test","FishC.txt")
                              
'C:\\Python34\\Test\\FishC.txt'

3、split（path）和splitext（path）

split（）和splitext（）函数都用于分割路径，split（）函数分割路径和文件名（如果完全使用目录，它也会将最后一个目录作为文件名分离，且不会判断文件或者目录是否存在）；splitext（）函数则是用于分割文件名和扩展名：

>>> os.path.split(r"a\b\test.txt")
                              
('a\\b', 'test.txt')
>>> os.path.splitext(r"a\b\test.txt")
                              
('a\\b\\test', '.txt')

4、getsize（file）

getsize（）函数用于获取文件的尺寸，返回值是以字节为单位：

>>> os.chdir("C:\\Users\\14158\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python37")
                              
>>> os.path.getsize("python.exe")
                              
99992

5、getatime(file)、getctime(file)和getmtime(file)

getatime(file)、getctime(file)和getmtime(file)分别用于获取文件的最近访问时间、创建时间和修改时间。不过返回值是浮点型秒数，可用time模块的gmtime（）或localtime（）函数换算：

>>> import time
                              
>>> temp = time.localtime(os.path.getatime("python.exe"))
                              
>>> print("python.exe被访问的时间是：",time.strftime("%d%b%Y%H:%M:%S",temp))
                              
python.exe被访问的时间是： 20Aug201817:46:49
>>> temp = time.localtime(os.path.getctime("python.exe"))
                              
>>> print("python.exe被创建的时间是：",time.strftime("%d%b%Y%H:%M:%S",temp))
                              
python.exe被创建的时间是： 27Jun201805:01:38
>>> temp = time.localtime(os.path.getmtime("python.exe"))
                              
>>> print("python.exe被修改的时间是：",time.strftime("%d%b%Y%H:%M:%S",temp))
                              
python.exe被修改的时间是： 27Jun201805:01:38