刻意練習Python基礎 ——day 10：文件與文件系統（下）

17天 —— Python基礎刻意練習

Day 01——Task01：變量、運算符與數據類型
Day 02——Task02：條件與循環
Day 03——Task03：列表與元組（上）
Day 04——Task03：列表與元組（下）
Day 05——Task04：字符串與序列
Day 06——Task05：函數與Lambda表達式（上）
Day 07——Task05：函數與Lambda表達式（下）
Day 08——Task06：字典與集合
Day 09——Task07：文件與文件系統（上）
Day 10——Task07：文件與文件系統（下）
Day 11——Task08：異常處理
Day 12——Task09：else 與 with 語句
Day 13——Task10：類與對象（上）
Day 14——Task10：類與對象（下）
Day 15——Task11：魔法方法（上）
Day 16——Task11：魔法方法（下）
Day 17——Task12：模塊
    

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文件與文件系統

2. 文件系統

  如果我們要操作文件、目錄，可以在命令行下面輸入操作系統提供的各種命令來完成。比如dir、cp等命令。

  如果要在Python程序中執行這些目錄和文件的操作怎麼辦？其實操作系統提供的命令只是簡單地調用了操作系統提供的接口函數，Python內置的os模塊也可以直接調用操作系統提供的接口函數。

  打開Python交互式命令行，我們來看看如何使用os模塊的基本功能：

>>> import os
>>> os.name # 操作系統類型
'posix'

  如果是posix，說明系統是Linux、Unix或Mac OS X，如果是nt，就是Windows系統。

  要獲取詳細的系統信息，可以調用uname()函數：

>>> os.uname()
posix.uname_result(sysname='Darwin', nodename='MichaelMacPro.local', release='14.3.0', version='Darwin Kernel Version 14.3.0: Mon Mar 23 11:59:05 PDT 2015; root:xnu-2782.20.48~5/RELEASE_X86_64', machine='x86_64')

   注意uname()函數在Windows上不提供，也就是說，os模塊的某些函數是跟操作系統相關的。

2.1. 環境變量

  在操作系統中定義的環境變量，全部保存在os.environ這個變量中，可以直接查看：

>>> os.environ
environ({'VERSIONER_PYTHON_PREFER_32_BIT': 'no', 'TERM_PROGRAM_VERSION': '326', 'LOGNAME': 'michael', 'USER': 'michael', 'PATH': '/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin:/opt/X11/bin:/usr/local/mysql/bin', ...})

  要獲取某個環境變量的值，可以調用os.environ.get('key')：

>>> os.environ.get('PATH')
'/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin:/opt/X11/bin:/usr/local/mysql/bin'
>>> os.environ.get('x', 'default')
'default'

2.2. 操作文件和目錄

  操作文件和目錄的函數一部分放在os模塊中，一部分放在os.path模塊中，這一點要注意一下。
  查看、創建和刪除目錄可以這麼調用：

# 查看當前目錄的絕對路徑:
>>> os.path.abspath('.')
'/Users/michael'
# 在某個目錄下創建一個新目錄，首先把新目錄的完整路徑表示出來:
>>> os.path.join('/Users/michael', 'testdir')
'/Users/michael/testdir'
# 然後創建一個目錄:
>>> os.mkdir('/Users/michael/testdir')
# 刪掉一個目錄:
>>> os.rmdir('/Users/michael/testdir')

  把兩個路徑合成一個時，不要直接拼字符串，而要通過os.path.join()函數，這樣可以正確處理不同操作系統的路徑分隔符。在Linux/Unix/Mac下，os.path.join()返回這樣的字符串：

part-1/part-2

  而Windows下會返回這樣的字符串：

part-1\part-2

  同樣的道理，要拆分路徑時，也不要直接去拆字符串，而要通過os.path.split()函數，這樣可以把一個路徑拆分爲兩部分，後一部分總是最後級別的目錄或文件名：

>>> os.path.split('/Users/michael/testdir/file.txt')
('/Users/michael/testdir', 'file.txt')

  os.path.splitext()可以直接讓你得到文件擴展名，很多時候非常方便：

>>> os.path.splitext('/path/to/file.txt')
('/path/to/file', '.txt')

  這些合併、拆分路徑的函數並不要求目錄和文件要真實存在，它們只對字符串進行操作。
  文件操作使用下面的函數。假定當前目錄下有一個test.txt文件：

# 對文件重命名:
>>> os.rename('test.txt', 'test.py')
# 刪掉文件:
>>> os.remove('test.py')

  但是複製文件的函數居然在os模塊中不存在！原因是複製文件並非由操作系統提供的系統調用。理論上講，我們通過上一節的讀寫文件可以完成文件複製，只不過要多寫很多代碼。

  幸運的是shutil模塊提供了copyfile()的函數，你還可以在shutil模塊中找到很多實用函數，它們可以看做是os模塊的補充。

  最後看看如何利用Python的特性來過濾文件。比如我們要列出當前目錄下的所有目錄，只需要一行代碼：

>>> [x for x in os.listdir('.') if os.path.isdir(x)]
['.lein', '.local', '.m2', '.npm', '.ssh', '.Trash', '.vim', 'Applications', 'Desktop', ...]

  要列出所有的.py文件，也只需一行代碼就可以非常簡潔。

>>> [x for x in os.listdir('.') if os.path.isfile(x) and os.path.splitext(x)[1]=='.py']
['apis.py', 'config.py', 'models.py', 'pymonitor.py', 'test_db.py', 'urls.py', 'wsgiapp.py']

2.2. OS文件/目錄方法

  os 模塊提供了非常豐富的方法用來處理文件和目錄。常用的方法如下表所示：

方法	描述
os.access(path, mode)	檢驗權限模式
os.chdir(path)	改變當前工作目錄
os.chflags(path, flags)	設置路徑的標記爲數字標記。
os.chmod(path, mode)	更改權限
os.chown(path, uid, gid)	更改文件所有者
os.chroot(path)	改變當前進程的根目錄
os.close(fd)	關閉文件描述符 fd
os.closerange(fd_low, fd_high)	關閉所有文件描述符，從 fd_low (包含) 到 fd_high (不包含), 錯誤會忽略
os.dup(fd)	複製文件描述符 fd
os.dup2(fd, fd2)	將一個文件描述符 fd 複製到另一個 fd2
os.fchdir(fd)	通過文件描述符改變當前工作目錄
os.fchmod(fd, mode)	改變一個文件的訪問權限，該文件由參數fd指定，參數mode是Unix下的文件訪問權限。
os.fchown(fd, uid, gid)	修改一個文件的所有權，這個函數修改一個文件的用戶ID和用戶組ID，該文件由文件描述符fd指定。
os.fdatasync(fd)	強制將文件寫入磁盤，該文件由文件描述符fd指定，但是不強制更新文件的狀態信息。
os.fdopen(fd[, mode[, bufsize]])	通過文件描述符 fd 創建一個文件對象，並返回這個文件對象
os.fpathconf(fd, name)	返回一個打開的文件的系統配置信息。name爲檢索的系統配置的值，它也許是一個定義系統值的字符串，這些名字在很多標準中指定（POSIX.1, Unix 95, Unix 98, 和其它）。
os.fstat(fd)	返回文件描述符fd的狀態，像stat()。
os.fstatvfs(fd)	返回包含文件描述符fd的文件的文件系統的信息，Python 3.3 相等於 statvfs()。
os.fsync(fd)	強制將文件描述符爲fd的文件寫入硬盤。
os.ftruncate(fd, length)	裁剪文件描述符fd對應的文件, 所以它最大不能超過文件大小。
os.getcwd()	返回當前工作目錄
os.getcwdu()	返回一個當前工作目錄的Unicode對象
os.isatty(fd)	如果文件描述符fd是打開的，同時與tty(-like)設備相連，則返回true, 否則False。
os.lchflags(path, flags)	設置路徑的標記爲數字標記，類似 chflags()，但是沒有軟鏈接
os.lchmod(path, mode)	修改連接文件權限
os.lchown(path, uid, gid)	更改文件所有者，類似 chown，但是不追蹤鏈接。
os.link(src, dst)	創建硬鏈接，名爲參數 dst，指向參數 src
os.listdir(path)	返回path指定的文件夾包含的文件或文件夾的名字的列表。
os.lseek(fd, pos, how)	設置文件描述符 fd當前位置爲pos, how方式修改: SEEK_SET 或者 0 設置從文件開始的計算的pos; SEEK_CUR或者 1 則從當前位置計算; os.SEEK_END或者2則從文件尾部開始. 在unix，Windows中有效
os.lstat(path)	像stat(),但是沒有軟鏈接
os.major(device)	從原始的設備號中提取設備major號碼 (使用stat中的st_dev或者st_rdev field)。
os.makedev(major, minor)	以major和minor設備號組成一個原始設備號
os.makedirs(path[, mode])	遞歸文件夾創建函數。像mkdir(), 但創建的所有intermediate-level文件夾需要包含子文件夾。
os.minor(device)	從原始的設備號中提取設備minor號碼 (使用stat中的st_dev或者st_rdev field )。
os.mkdir(path[, mode])	以數字mode的mode創建一個名爲path的文件夾.默認的 mode 是 0777 (八進制)。
os.mkfifo(path[, mode])	創建命名管道，mode 爲數字，默認爲 0666 (八進制)
os.mknod(filename[, mode=0600, device])	創建一個名爲filename文件系統節點（文件，設備特別文件或者命名pipe）。
os.open(file, flags[, mode])	打開一個文件，並且設置需要的打開選項，mode參數是可選的
os.openpty()	打開一個新的僞終端對。返回 pty 和 tty的文件描述符。
os.pathconf(path, name)	返回相關文件的系統配置信息。
os.pipe()	創建一個管道. 返回一對文件描述符(r, w) 分別爲讀和寫
os.popen(command[, mode[, bufsize]])	從一個 command 打開一個管道
os.read(fd, n)	從文件描述符 fd 中讀取最多 n 個字節，返回包含讀取字節的字符串，文件描述符 fd對應文件已達到結尾, 返回一個空字符串。
os.readlink(path)	返回軟鏈接所指向的文件
os.remove(path)	刪除路徑爲path的文件。如果path 是一個文件夾，將拋出OSError; 查看下面的rmdir()刪除一個 directory。
os.removedirs(path)	遞歸刪除目錄。
os.rename(src, dst)	重命名文件或目錄，從 src 到 dst
os.renames(old, new)	遞歸地對目錄進行更名，也可以對文件進行更名。
os.rmdir(path)	刪除path指定的空目錄，如果目錄非空，則拋出一個OSError異常。
os.stat(path)	獲取path指定的路徑的信息，功能等同於C API中的stat()系統調用。
os.stat_float_times([newvalue])	決定stat_result是否以float對象顯示時間戳
os.statvfs(path)	獲取指定路徑的文件系統統計信息
os.symlink(src, dst)	創建一個軟鏈接
os.tcgetpgrp(fd)	返回與終端fd（一個由os.open()返回的打開的文件描述符）關聯的進程組
os.tcsetpgrp(fd, pg)	設置與終端fd（一個由os.open()返回的打開的文件描述符）關聯的進程組爲pg。
os.tempnam([dir[, prefix]])	返回唯一的路徑名用於創建臨時文件。(Python3 中已刪除)
os.tmpfile()	返回一個打開的模式爲(w+b)的文件對象 .這文件對象沒有文件夾入口，沒有文件描述符，將會自動刪除。(Python3 中已刪除)
os.tmpnam()	爲創建一個臨時文件返回一個唯一的路徑(Python3 中已刪除)
os.ttyname(fd)	返回一個字符串，它表示與文件描述符fd 關聯的終端設備。如果fd 沒有與終端設備關聯，則引發一個異常。
os.unlink(path)	刪除文件路徑
os.utime(path, times)	返回指定的path文件的訪問和修改的時間。
os.walk(top[, topdown=True[, οnerrοr=None[, followlinks=False]]])	輸出在文件夾中的文件名通過在樹中游走，向上或者向下。
os.write(fd, str)	寫入字符串到文件描述符 fd中. 返回實際寫入的字符串長度
os.path 模塊	獲取文件的屬性信息。

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參考資料

• https://www.runoob.com/python3/python3-os-file-methods.html
• https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017623135437088