【Python】全面对比：`os.makedirs` 与 `pathlib.Path.mkdir` —— 详解 Python 创建目录的两大方法

引言

在 Python 编程中，目录创建是常见且重要的操作。无论是创建单个目录还是多级目录，Python 都提供了强大的功能来帮助我们完成这项任务。最常用的两种方法是：os.makedirs 和 pathlib.Path.mkdir。这两种方法在功能上有很多相似之处，但在实现细节、灵活性以及使用场景上存在一些显著的区别。本文将详细对比这两种方法，帮助你更好地理解它们的使用，并在实际项目中做出最佳选择。

一、方法概述

1.1 os.makedirs

os.makedirs 是 Python 标准库中的 os 模块提供的一个函数，它用于创建多级目录。如果目标路径中的父目录不存在，os.makedirs 会递归创建所有缺失的父目录。它的优点在于可以一次性创建多个目录，并且能够控制目录是否存在时的行为。

语法：

os.makedirs(name, mode=0o777, exist_ok=False)

• name：要创建的目录路径，可以是相对路径或绝对路径。
• mode：目录的权限，默认为 0o777，即所有用户都可以读、写、执行。
• exist_ok：一个布尔值，指示如果目录已经存在是否忽略错误。默认值为 False，表示如果目录已经存在，则抛出 FileExistsError 异常。若设为 True，则如果目录已经存在，什么也不做，不抛出异常。

示例：

import os

# 创建多级目录，父目录不存在时自动创建
os.makedirs('/home/user/docs/reports', exist_ok=True)

解释：

• os.makedirs 会尝试创建 /home/user/docs/reports 路径中的所有目录。
• 如果路径中的任何父目录不存在（如 /home/user/docs），它们将被递归创建。
• 如果目标目录已经存在，并且 exist_ok=True，则不会抛出错误。

1.2 pathlib.Path.mkdir

pathlib.Path.mkdir 是 Python 3.4 引入的 pathlib 模块中的方法，用于创建单一目录。与 os.makedirs 不同，pathlib.Path.mkdir 主要设计用于创建单个目录，并且可以通过设置 parents=True 来支持多级目录的创建。

语法：

pathlib.Path.mkdir(mode=0o777, parents=False, exist_ok=False)

• mode：目录的权限，默认为 0o777。
• parents：一个布尔值，指示是否递归创建父目录。如果为 True，则会创建缺失的父级目录；如果为 False，则仅创建最终目标目录。
• exist_ok：一个布尔值，指示如果目录已经存在时是否忽略错误。如果为 True，则不抛出异常；如果为 False，则会抛出 FileExistsError。

示例：

from pathlib import Path

# 创建多级目录，父目录不存在时自动创建
path = Path('/home/user/docs/reports')
path.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

解释：

• 通过 pathlib.Path.mkdir，parents=True 确保了当父目录不存在时，会自动创建。
• 如果目标目录已经存在，并且 exist_ok=True，则不会抛出错误。

二、主要差异对比

特性	os.makedirs	pathlib.Path.mkdir
模块	os	pathlib
递归创建目录	默认递归创建所有缺失的父级目录	仅当 parents=True 时递归创建
创建单个目录	可以创建多级目录，也可以创建单个目录	主要用于创建单一目录
目录已存在时的行为	默认抛出 FileExistsError，除非 exist_ok=True	默认不抛出错误，除非 exist_ok=False
参数灵活性	支持 exist_ok 和 mode	支持 exist_ok，mode 和 parents
返回值	无返回值	返回创建的 Path 对象
路径类型	支持字符串路径	必须是 Path 对象，或者将字符串转换为 Path
编程风格	函数式编程	面向对象编程

2.1 模块差异

os.makedirs 属于 Python 的 os 模块，这是 Python 早期引入的标准库，提供了一系列的文件和目录操作函数。其使用较为广泛，但相较于 pathlib，显得有些过时。

而 pathlib 模块是在 Python 3.4 版本中引入的，它通过面向对象的方式提供路径处理方法，方便进行路径的各种操作。pathlib 更符合现代化的编程风格，它可以使代码更简洁、更易读。

2.2 递归创建目录的差异

os.makedirs 的递归创建

os.makedirs 默认递归创建所有缺失的父级目录。如果目标目录的上级目录不存在，os.makedirs 会自动创建它们。该方法在需要递归创建多个目录时非常有用。

示例：

import os
# 创建多级目录，父目录不存在时会自动创建
os.makedirs('/home/user/projects/data/raw', exist_ok=True)

pathlib.Path.mkdir 的递归创建

pathlib.Path.mkdir 默认仅创建目标目录。如果需要递归创建父目录，则需要显式地设置 parents=True。这样即使父目录不存在，pathlib 也会帮你自动创建父级目录。

示例：

from pathlib import Path
path = Path('/home/user/projects/data/raw')
# 创建目标目录，并自动创建所有缺失的父目录
path.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

2.3 目录已存在时的行为差异

os.makedirs 的行为

• 默认情况下，os.makedirs 会在目标目录已经存在时抛出 FileExistsError。
• 如果设置 exist_ok=True，当目录已经存在时，os.makedirs 不会抛出错误，而是跳过目录创建步骤。

示例：

# 如果目录已存在且 exist_ok=True，不会报错
os.makedirs('/home/user/projects', exist_ok=True)

pathlib.Path.mkdir 的行为

• 默认情况下，pathlib.Path.mkdir 在目标目录已存在时不会抛出错误。
• 如果设置 exist_ok=False，则当目录已存在时，它会抛出 FileExistsError。

示例：

from pathlib import Path
path = Path('/home/user/projects')
# 如果目录已存在且 exist_ok=True，不会报错
path.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

2.4 返回值与路径类型差异

os.makedirs 返回值

os.makedirs 不返回任何值。当目录成功创建时，程序会继续执行。如果目录已经存在，并且 exist_ok=True，则跳过目录创建。

pathlib.Path.mkdir 返回值

pathlib.Path.mkdir 返回的是创建的 Path 对象。你可以通过返回的 Path 对象进行其他路径操作，比如判断路径是否存在、重命名等。

示例：

from pathlib import Path
path = Path('/home/user/projects')
created_path = path.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
print(f"目录已创建: {created_path}")

三、使用场景及选择指南

3.1 适用 os.makedirs 的场景

• 需要递归创建多级目录：当你需要创建多级目录，并且路径中的父目录可能不存在时，os.makedirs 是理想的选择，它会自动创建所有缺失的父目录。

  示例：

  import os
  os.makedirs('/home/user/projects/data/raw', exist_ok=True)
  

• 在创建目录时需要精确控制目录已存在时的行为：os.makedirs 允许你通过 exist_ok 参数精确控制目录已经存在时是否抛出错误。

  示例：

  os.makedirs('/home/user/docs/reports', exist_ok=True)  # 如果目录已存在，不会报错
  

3.2 适用 pathlib.Path.mkdir 的场景

• 面向对象的操作：如果你偏向使用面向对象编程，pathlib 提供的 Path 类更加符合这一风格，它的 API 更加清晰和直观。

  示例：

  from pathlib import Path
  path = Path('/home/user/projects/data/raw')
  path.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
  

• 创建单个目录：如果你仅需要创建一个目录，而不是多级目录，pathlib.Path.mkdir 更加简洁。

• 路径管理操作：pathlib 提供了更多与路径相关的操作，如 Path.exists()、Path.is_dir() 等，可以方便地判断路径是否存在，或执行其他路径相关的操作。

  示例：

  from pathlib import Path
  path = Path('/home/user/projects/data/raw')
  if not path.exists():
      path.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
  

四、工作流程图

为了更清晰地理解这两个方法的工作流程，以下图示化的序列图展示了所有关键步骤和交互流程。

解释：

• 开始：表示创建目录操作的起点。
• 目录存在？：判断目标目录是否已存在。
  • 如果目录存在，并且 exist_ok=True，则跳过创建目录步骤。
  • 如果目录存在，并且 exist_ok=False，则抛出错误（FileExistsError）。
  • 如果目录不存在，则继续创建目录。
• 创建目录：实际执行创建目录的操作。
• 结束：表示操作完成。

这个流程图适用于理解 os.makedirs 和 pathlib.Path.mkdir 在不同条件下的工作流程，尤其是如何处理目录已存在的情况。

总结

• os.makedirs：更适合需要递归创建多级目录的场景。它提供了较高的灵活性，可以控制目录已存在时的行为，并且可以直接处理目录的创建。

• pathlib.Path.mkdir：适合喜欢面向对象编程风格的用户，尤其适用于创建单一目录。通过 parents=True 参数，它同样支持递归创建多级目录，同时具有清晰、简洁的 API 设计。

选择建议：

• 如果你的项目中经常需要处理路径，特别是在操作和验证路径时，使用 pathlib 是一个更现代、更优雅的选择。
• 如果你的代码基于传统的 os 模块，或需要处理复杂的文件系统操作，os.makedirs 依然是一个可靠的选择。

最终，选择哪个方法取决于你的编程风格、项目需求以及对代码可读性的偏好。

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