第30讲：文件系统——介绍一个高大上的东西
一 模块的基本概念
1 定义：Python 模块(Module)，是一个 Python 文件，以 .py 结尾，包含了 Python 对象定义和Python语句。
2 功能：
- 模块让你能够有逻辑地组织你的 Python 代码段。
- 把相关的代码分配到一个模块里能让你的代码更好用，更易懂。
- 模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码。
3 创建：将所需代码保存在文件扩展名为 .py 的文件中的过程即为创建模块的过程
4 导入：我们可以通过 import 语句来导入我们创建的模块
- import 模块名1 [as 别名1], 模块名2 [as 别名2]，…
- 特点：
- 使用这种语法格式的 import 语句，会导入指定模块中的所有成员（包括变量、函数、类等）
- 当需要使用模块中的成员时，需用该模块名（或别名）作为前缀，否则 Python 解释器会报错。
- 常见格式：
- import 模块名：最简单的语法，导入整个模块
- import 模块名 as 别名：导入整个模块时，也可以为模块指定别名。
- import 模块名1，模块名2：一次导入多个模块，多个模块之间用逗号隔开。
- import 模块名1 as 别名1，模块名2 as 别名2：在导入多个模块的同时，也可以为模块指定别名
- from import 语句：from 模块名 import 成员名1 [as 别名1]，成员名2 [as 别名2]，…
- 特点：
- 使用这种语法格式的 import 语句，只会导入模块中指定的成员，而不是全部成员。
- 当程序中使用该成员时，无需附加任何前缀，直接使用成员名（或别名）即可。
- 常见格式：
- from 模块名 import 成员名：最简单的语法，导入指定成员
- from 模块名 import 成员名 as 别名：导入模块成员时，也可以为成员指定别名
- from 模块名 import 成员名1，成员名2：from...import 导入模块成员时，支持一次导入多个成员
- from 模块名 import 成员名1 as 别名1，成员名2 as 别名2：一次导入多个模块成员时，也可指定别名，同样使用 as 关键字为成员指定别名
- from 模块名 import *：一般不推荐使用“from 模块 import *”这种语法导入指定模块内的所有成员，因为它存在潜在的风险。当两个不同模块中出现同名函数时，调用该函数会出现问题
5 reload()函数：
- 功能：该函数会重新导入之前导入过的模块
- 语法：reload(module_name)
- 应用场景：当一个模块被导入到一个脚本，模块顶层部分的代码只会被执行一次。如果想重新执行模块里顶层部分的代码，可以用 reload() 函数
- 环境变量PYTHONPATH的相关内容：
6 PYTHONPATH变量：环境变量PYTHONPATH 由装在一个列表里的许多目录组成。
7 模块搜索路径：当你导入一个模块，Python 解析器对模块位置的搜索顺序是：
- 1、当前目录
- 2、如果不在当前目录，Python 则搜索在 shell 变量 PYTHONPATH 下的每个目录。
- 3、如果都找不到，Python会察看默认路径。UNIX下，默认路径一般为/usr/local/lib/python/。
模块搜索路径存储在 system 模块的 sys.path 变量中。变量里包含当前目录，PYTHONPATH和由安装过程决定的默认目录。
8 解决“Python找不到指定模块”的方法有 3 种：
- 1 向 sys.path 中临时添加模块文件存储位置的完整路径；
- 2 将模块放在 sys.path 变量中已包含的模块加载路径中；
- 3 设置 path 系统环境变量。
9 查看成员：
- dir()函数：
- 功能：查看某指定模块包含的全部成员（包括变量、函数和类），语法：dir(模块名)
- dir() 函数一个排好序的字符串列表，内容是一个模块里定义过的名字。
- 返回的列表容纳了在一个模块里定义的所有模块，变量和函数
- 这里所指的全部成员，不仅包含可供我们调用的模块成员，还包含所有名称以双下划线“__”开头和结尾的成员，而这些“特殊”命名的成员，是为了在本模块中使用的，并不希望被其它文件调用。
- _all_变量：
- 借助该变量也可以查看模块（包）内包含的所有成员。模块名.__all__
- __all__ 变量在查看指定模块成员时，它不会显示模块中的特殊成员，同时还会根据成员的名称进行排序显示。
- 并非所有的模块都支持使用 __all__ 变量，因此对于获取有些模块的成员，就只能使用 dir() 函数。
10 命名空间和作用域：
- 变量：指的是拥有匹配对象的名字（标识符）
- 命名空间：是一个包含了变量名称们（键）和它们各自相应的对象们（值）的字典。
- 局部命名空间：局部变量的作用域
- 全局命名空间：全局变量的作用域
- 特点：
- 一个 Python 表达式可以访问局部命名空间和全局命名空间里的变量。
- 如果一个局部变量和一个全局变量重名，则局部变量会覆盖全局变量。
- Python 会智能地猜测一个变量是局部的还是全局的，它假设任何在函数内赋值的变量都是局部的。因此，如果要给函数内的全局变量赋值，必须使用 global 语句。
11 globals()函数和locals()函数
- 根据调用地方的不同，globals() 和 locals() 函数可被用来返回全局和局部命名空间里的名字。
- 如果在函数内部调用 locals()，返回的是所有能在该函数里访问的命名。
- 如果在函数内部调用 globals()，返回的是所有在该函数里能访问的全局名字。
- 两个函数的返回类型都是字典。所以名字们能用 keys() 函数摘取。
二 一些常见模块
1 os模块
- 1) 查询/改变目录
- os.getcwd()：查看当前所在路径，即返回当前工作目录
- os.listdir(path)：列举目录下的所有文件。返回的是列表类型。
- os.chdir(path)：改变工作目录
- 2）创建目录
- os.mkdir(path)：创建单层目录，如果目录已经存在，抛出异常
- os.makedirs(path)：递归创建多层目录，如该目录已存在抛出异常
- 3）删除文件/目录
- os.remove(path)：删除文件
- os.rmdir(path)：删除单层目录，如目录非空则抛出异常
- os.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
- 4）文件相关
- os.mknod("textt.txt")：创建空文件
- os.stat(file)：获取文件属性
- os.chmod(file)：修改文件权限/时间戳
- os.rename(old, new)：将文件old重命名为new
- 5）遍历目录
- 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])
- 6）系统相关
- os.exit()：终止当前进程
- os.system(command)：运行系统的shell命令
- 7）支持所有平台的一些路径操作
- os.curdir：指代当前目录（'.'）
- os.pardir：指代上一级目录（'..'）
- os.environ：获取系统环境变量
- 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.pathsep：输出用于分割文件路径的字符串 （win下为；，Linux下为：）
- os.name：指代当前使用的操作系统（包括：'posix'——linux/Unix用户, 'nt'——windows, 'mac', 'os2', 'ce', 'java'）
2 os.path模块
- 1）查看绝对路径
- os.path.abspath(path)：返回path的绝对路径。
- 2）查看路径的文件夹部分和文件名部分
- os.path.split(path)：将路径分解为(文件夹,文件名)，返回的是元组类型。
- 可以看出，若路径字符串最后一个字符是\,则只有文件夹部分有值；
- 若路径字符串中均无\,则只有文件名部分有值；
- 若路径字符串有\，且不在最后，则文件夹和文件名均有值。且返回的文件夹的结果不包含\.
- os.path.splitext(path)：分离文件名与扩展名，返回(f_name, f_extension)元组
- os.path.join(path1,path2,...)：将path进行组合，若其中有绝对路径，则之前的path将被删除。
- os.path.dirname(path)：返回path中的文件夹部分，结果不包含'\'
- os.path.basename(path)：返回path中的文件名。
- os.path.split(path)：将路径分解为(文件夹,文件名)，返回的是元组类型。
- 3）查看文件时间
- os.path.getmtime(path)：文件或文件夹的最后修改时间，从新纪元到访问时的秒数。（浮点型秒数，可用time模块的gmtime()或localtime()函数换算）
- os.path.getatime(path)：文件或文件夹的最后访问时间，从新纪元到访问时的秒数。（浮点型秒数，可用time模块的gmtime()或localtime()函数换算）
- os.path.getctime(path)：文件或文件夹的创建时间，从新纪元到访问时的秒数。（浮点型秒数，可用time模块的gmtime()或localtime()函数换算）
- 4）查看文件大小
- os.path.getsize(path)：文件或文件夹的大小，单位是字节，若是文件夹返回0。
- 5）规范path格式
- os.path.normpath(path)：规范path字符串形式
- 6）判断内容，返回True或False
- os.path.exists(path)：判断文件或文件夹是否存在
- os.path.isabs(path)：判断指定路径是否为绝对路径
- os.path.isdir(path)：判断指定路径是否存在且是一个目录
- os.path.isfile(path)：判断指定路径是否存在且是一个文件
- os.path.islink(path)：判断指定路径是否存在且是一个符号链接
- os.path.ismount(path)：判断指定路径是否存在且是一个挂载点
- os.path.samefile(path1, paht2)：判断path1和path2两个路径是否指向同一个文件
