Python内置模块pathlib：更优雅的文件系统路径操作指南

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一、简介

Python 的pathlib库是 Python 3.4 + 引入的面向对象文件系统路径处理模块，以直观的对象化方式替代传统os.path的字符串操作，大幅简化路径处理逻辑。
它将路径封装为Path对象，支持链式调用，例如Path(“/home”) / “user” / “file.txt"即可完成路径拼接，无需关注系统分隔符差异。核心功能涵盖路径判断（is_file()/is_dir()）、属性获取（name/suffix/parent）、文件操作（read_text()/write_bytes()）等，兼具跨平台兼容性。
相比os.path，pathlib语义更清晰，如path.suffix直接获取文件扩展名，path.parent返回上级目录，避免了字符串切片的繁琐。同时整合了glob匹配（Path.glob(”*.txt")）、路径拼接与解析等能力，让文件系统操作更符合 Pythonic 风格，显著提升代码可读性与开发效率。

二、pathlib 核心路径类

1.PurePath：pathlib 中的基础纯路径类，仅处理路径字符串操作，不与实际文件系统交互，提供路径解析、拼接、比较等核心功能。
2.PurePosixPath：继承PurePath，专门处理 POSIX 风格（Linux/macOS）路径，强制遵循 Unix 路径规则（如分隔符为/），不涉及系统调用，适合跨平台路径字符串处理；
3.PureWindowsPath：继承PurePath，针对 Windows 系统路径设计，支持盘符、反斜杠分隔符等 Windows 路径特性，仅做字符串层面的路径操作，与实际文件系统无关；
4.Path：继承PurePath，结合纯路径操作与实际文件系统交互能力，可执行文件 / 目录的创建、删除、属性查询等 I/O 操作；
5.PosixPath：继承Path、PurePosixPath，适配 POSIX 系统的具体路径实现，封装 Linux/macOS 下的文件系统操作（如权限管理、符号链接处理），继承 PurePosixPath 的路径规则；
6.WindowsPath：继承Path、PureWindowsPath，针对 Windows 系统的具体路径实现，支持 Windows 特有的文件系统功能（如 NTFS 权限、盘符操作），基于 PureWindowsPath 扩展实际 I/O 能力；

三、使用说明

由于Path类及支持linux又支持windows，平常使用Path就能解决大部分问题，所以本文只讲解Path类。
1.基本使用

from pathlib import Path

print('当前工作目录:', Path().resolve())
print('当前工作目录:', Path.cwd())
print('当前工作目录上级目录:', Path('..').resolve())
print('文件原始路径:', Path(__file__))
print('文件名称:', Path(__file__).name)
print('文件后缀:', Path(__file__).suffix)
print('无后缀文件名:', Path(__file__).stem)
print('文件目录:', Path(__file__).parent)
print('用户目录:', Path.home())
print('根目录:', Path('/').resolve()) 

2.路径拼接

from pathlib import Path

print(Path(__file__) / 'subdir' / 'temp.txt')
print(Path(__file__).joinpath('subdir', 'temp.txt'))

3.获取绝对路径：.absolute()只做 绝对化，不处理符号链接、./…等冗余部分。.resolve()不仅返回绝对路径，还会解析符号链接、折叠./…等冗余路径

from pathlib import Path

relative_path = Path('../test_dir/./real_file.txt')
print("原始路径:", relative_path)
print("absolute():", relative_path.absolute())  # 仅转绝对路径，保留../和./
print("resolve():", relative_path.resolve())    # 解析../和./，返回真实路径

4.获取文件/目录信息

from pathlib import Path

p = Path(__file__)
stat = p.stat()
# 基础文件属性
print("文件大小（字节）:", stat.st_size)
print("索引节点号:", stat.st_ino)
print("设备ID:", stat.st_dev)
print("硬链接数:", stat.st_nlink)
print("用户ID:", stat.st_uid)
print("组ID:", stat.st_gid)
print("文件类型/权限:", stat.st_mode)

# 时间属性（时间戳）
print ("创建时间（部分系统支持，如 macOS/Windows）:", stat.st_birthtime)
print ("创建时间（纳秒级，部分系统支持）:", stat.st_birthtime_ns)
print("创建时间:", stat.st_ctime)
print ("创建时间纳秒级（时间戳）:", stat.st_ctime_ns)
print("最后访问时间:", stat.st_atime)
print ("最后访问时间（纳秒级时间戳）:", stat.st_atime_ns)
print("最后修改时间:", stat.st_mtime)
print ("最后修改时间（纳秒级时间戳）:", stat.st_mtime_ns)

print ("stat_result 对象包含的字段总数:", stat.n_fields)
print ("stat_result 对象可作为序列访问的字段数量:", stat.n_sequence_fields)
print ("stat_result 对象无名称的字段数量:", stat.n_unnamed_fields)


# Unix特有属性
# print("块大小:", stat.st_blksize)
# print("占用块数:", stat.st_blocks)
# print("设备类型（特殊文件）:", stat.st_rdev)
# print ("设备号（仅字符 / 块设备文件有效）:", stat.st_rdev)

5.路径判断

from pathlib import Path

p = Path(__file__)

print("判断路径是否为目录:", p.is_dir())
print("判断路径是否为文件:", p.is_file())
print("判断路径是否为FIFO管道:", p.is_fifo())
print("判断路径是否为挂载点:", p.is_mount())
print("判断路径是否为套接字文件:", p.is_socket())
print("判断路径是否为绝对路径:", p.is_absolute())
print("判断路径是否为块设备文件:", p.is_block_device())
print("判断路径是否为字符设备文件:", p.is_char_device())
print("判断路径是否为Windows目录连接点:", p.is_junction())
print("判断路径是否为指定路径的相对路径:", p.is_relative_to(Path("指定路径")))
print("判断路径是否为Windows保留名称（如CON、NUL）:", p.is_reserved())
print("判断路径是否为符号链接:", p.is_symlink())

6.遍历目录

from pathlib import Path

current_dir = Path(".")
print('======遍历当前目录的所有文件 / 子目录（不递归）======')
# 列出所有子项（文件+目录）
for item in current_dir.iterdir():
    print(f"{'目录' if item.is_dir() else '文件'}: {item.name}")

print('======递归遍历所有 Python 文件（glob/rglob）======')
# 方法1：glob("**/*.py") 递归匹配
py_files = list(current_dir.glob("**/*.py"))
# 方法2：rglob 等价于 glob("**/pattern")
# py_files = list(current_dir.rglob("*.py"))

for file in py_files:
    print(file)

print('======walk() 递归遍历目录树（3.12+）======')
for root, dirs, files in current_dir.walk(on_error=print):
    # 跳过 __pycache__ 目录
    if "__pycache__" in dirs:
        dirs.remove("__pycache__")
    print(f"目录 {root}：{len(files)} 个文件，{len(dirs)} 个子目录")

7.创建目录 / 文件

from pathlib import Path

# 创建单层目录（目录已存在会报错，需加 exist_ok=True）
Path("new_dir").mkdir(exist_ok=True)

# 创建多层目录（parents=True 递归创建父目录）
Path("data/logs/2025").mkdir(parents=True, exist_ok=True)

#创建空文件
new_file = Path("data/temp.txt")
new_file.touch()

8.重命名 / 移动目录 / 文件

from pathlib import Path

# 重命名目录
old_dir = Path("new_dir")
new_dir = old_dir.rename("renamed_dir")  # 返回新 Path 对象
print(f"目录已重命名为：{new_dir}")

# 移动文件到指定目录（等价于重命名）
source_file = Path("data/temp.txt")
target_file = Path("renamed_dir/temp_moved.txt")
source_file.rename(target_file)
print(f"文件已移动到：{target_file}")

9. 删除目录 / 文件

from pathlib import Path

#删除文件
target_file = Path("renamed_dir/temp_moved.txt")
target_file.unlink(missing_ok=True)

# 删除空目录（目录非空会报错）
empty_dir = Path("data/logs/2025")
empty_dir.rmdir()

# 递归删除非空目录（谨慎使用！）
def delete_dir(dir_path: Path):
    if dir_path.is_dir():
        for item in dir_path.iterdir():
            if item.is_file():
                item.unlink()
            else:
                delete_dir(item)
        dir_path.rmdir()

delete_dir(Path("data"))

10.读取文件内容

from pathlib import Path

Path("README.md").write_text("README.md新内容",encoding="utf-8")
print(Path("README.md").read_text(encoding="utf-8"))

with Path("pyproject.toml").open() as f:
    print(f.read())

四、Path路径属性

属性	说明	代码示例	结果（Unix）
parts	路径组件元组	Path("/usr/bin/python3").parts	('/', 'usr', 'bin', 'python3')
drive	驱动器 / UNC 共享名	Path("C:/Windows").drive	Unix: "" windows: 'C:'
root	根路径	Path("/etc").root	'/'
anchor	驱动器 + 根路径	Path("C:/Windows").anchor	Unix: "" windows: 'C:\\'
parents	祖先路径序列（支持切片和负索引）	Path("a/b/c.py").parents[0]	PosixPath('a/b')
parent	直接父路径	Path("a/b/c.py").parent	PosixPath('a/b')
name	最后一个组件（文件名 / 目录名）	Path("a/b/c.py").name	'c.py'
stem	文件名（不含后缀）	Path("a/b/c.tar.gz").stem	'c.tar'
suffix	文件后缀（最后一个）	Path("a/b/c.tar.gz").suffix	'.gz'
suffixes	所有后缀列表	Path("a/b/c.tar.gz").suffixes	['.tar', '.gz']

五、路径判断方法

方法	说明
is_absolute()	判断是否为绝对路径
is_relative_to(other)	判断是否相对于other路径（3.9+，3.12弃用多参数）
is_reserved()	判断是否为 Windows 保留路径（Unix 始终返回False）
exists(follow_symlinks=True)	判断路径是否存在（3.12+ 支持控制符号链接）
is_file()	判断是否为普通文件（或指向文件的符号链接）
is_dir()	判断是否为目录（或指向目录的符号链接）
is_symlink()	判断是否为符号链接
is_junction()	判断是否为 Windows 接合点（3.12+）
is_mount()	判断是否为挂载点（3.7+，3.12+ 支持 Windows）
is_socket()	判断是否为 Unix 套接字文件
is_fifo()	判断是否为 FIFO 管道文件
is_block_device()	判断是否为块设备
is_char_device()	判断是否为字符设备
samefile(other_path)	判断是否与other_path指向同一文件（3.5+）

六、路径操作方法

方法	说明	代码示例
joinpath(*pathsegments)	拼接路径（等价于/运算符）	Path("/etc").joinpath("passwd") → /etc/passwd
with_name(name)	修改文件名（保留路径）	Path("a/b/c.py").with_name("d.txt") → a/b/d.txt
with_stem(stem)	修改文件名（保留后缀，3.9+）	Path("a/b/c.tar.gz").with_stem("e") → a/b/e.gz
with_suffix(suffix)	修改后缀（空字符串移除后缀）	Path("a/b/c.py").with_suffix(".txt") → a/b/c.txt
with_segments(*pathsegments)	重构路径组件（3.12+）	Path("a/b/c").with_segments("x", "y") → x/y
relative_to(other, walk_up=False)	计算相对路径（3.12+ 支持walk_up=True生成…/）	Path("/etc/passwd").relative_to("/usr", walk_up=True) → ../etc/passwd
match(pattern,case_sensitive=None)	匹配 glob 模式（3.12+ 支持大小写控制）	Path("a/b.py").match("*.py") → True
expanduser()	扩展和user路径（3.5+）	Path("~/docs").expanduser() → /home/user/docs
absolute()	转为绝对路径（不解析符号链和…）	Path("a/b").absolute() → /current/dir/a/b
resolve(strict=False)	绝对化并解析符号链接/…（3.6+ 支持strict）	Path("docs/../setup.py").resolve() → /current/dir/setup.py
readlink()	返回符号链接指向的路径（3.9+）	Path("mylink").readlink() → setup.py

七、文件 I/O 方法

方法	说明	代码示例
open(mode='r', **kwargs)	打开文件（等价于内置open）	with Path("a.txt").open() as f: f.read()
read_text(encoding=None,errors=None)	读取文本内容（3.5+）	Path("a.txt").read_text() → '文件内容'
write_text(data, encoding=None, **kwargs)	写入文本（覆盖现有文件，3.5+）	Path("a.txt").write_text("新内容") → 返回字节数
read_bytes()	读取二进制内容（3.5+）	Path("a.bin").read_bytes() → b'二进制数据'
write_bytes(data)	写入二进制（覆盖现有文件，3.5+）	Path("a.bin").write_bytes(b'新数据') → 返回字节数

八、文件属性与权限方法

方法	说明	代码示例
stat(follow_symlinks=True)	获取文件状态（3.10+ 支持控制符号链接）	Path("a.txt").stat().st_size → 文件大小
lstat()	获取文件状态（不跟随符号链接）	Path("mylink").lstat() → 符号链接本身的状态
owner()	返回文件所有者用户名	Path("a.txt").owner() → 'user'
group()	返回文件所属组名	Path("a.txt").group() → 'users'
chmod(mode, follow_symlinks=True)	修改文件权限（3.10+ 支持控制符号链接）	Path("a.txt").chmod(0o444) → 只读权限
lchmod(mode)	修改符号链接权限（不跟随目标）	Path("mylink").lchmod(0o777)

九、目录操作方法

方法	说明	代码示例
iterdir()	遍历目录下的文件/子目录（不递归）	[x for x in Path(".").iterdir() if x.is_dir()]
glob(pattern, case_sensitive=None)	匹配目录下的文件（支持**递归，3.12+ 支持大小写控制）	list(Path(".").glob("**/*.py")) → 所有Python文件
rglob(pattern, case_sensitive=None)	递归匹配（等价于glob("**/pattern")，3.12+ 支持大小写控制）	list(Path(".").rglob("*.txt")) → 所有子目录的TXT文件
walk(top_down=True, on_error=None, follow_symlinks=False)	递归遍历目录树（3.12+）	for root, dirs, files in Path("project").walk(): ...
touch(mode=0o666, exist_ok=True)	创建空文件（已存在则更新修改时间）	Path("new.txt").touch()
mkdir(mode=0o777, parents=False, exist_ok=False)	创建目录（parents=True递归创建父目录，3.5+ 支持exist_ok）	Path("a/b/c").mkdir(parents=True, exist_ok=True)
symlink_to(target, target_is_directory=False)	创建符号链接（Windows需指定目标类型）	Path("link").symlink_to("target.py")
hardlink_to(target)	创建硬链接（3.10+）	Path("hardlink").hardlink_to("target.py")
rename(target)	重命名文件/目录（3.8+ 返回新Path）	Path("old.txt").rename("new.txt") → PosixPath('new.txt')
replace(target)	重命名文件/目录（无条件覆盖，3.8+ 返回新Path）	Path("old.txt").replace("exist.txt")
unlink(missing_ok=False)	删除文件/符号链接（3.8+ 支持missing_ok）	Path("a.txt").unlink(missing_ok=True)
rmdir()	删除空目录（目录非空则报错）	Path("empty_dir").rmdir()

十、与 os 模块的对应关系

os.path 函数	说明	pathlib 替代方案	替代方案说明
os.path.dirname(path)	返回路径的目录部分	Path(path).parent	获取路径的直接父目录
os.path.basename(path)	返回路径的最后一个组件（文件名/目录名）	Path(path).name	获取路径的最后一个组件
os.path.splitext(path)	拆分文件名与后缀（返回元组 (stem, suffix)）	Path(path).stem / Path(path).suffix	stem 为文件名（不含后缀），suffix 为最后一个后缀
os.path.join(a, b)	拼接多个路径组件	Path(a) / b 或 Path(a).joinpath(b)	支持运算符 / 或 joinpath 方法拼接路径
os.path.isabs(path)	判断路径是否为绝对路径	Path(path).is_absolute()	检查路径是否为绝对路径
os.path.relpath(path, start)	计算从 start 到 path 的相对路径	Path(path).relative_to(start)	生成相对于 start 路径的相对路径
os.path.expanduser(path)	扩展路径中的 ~（用户主目录）和 ~user	Path(path).expanduser()	解析路径中的用户主目录占位符
os.path.realpath(path)	返回解析符号链接后的绝对路径	Path(path).resolve()	绝对化路径并解析符号链接和 ..
os.path.abspath(path)	返回路径的绝对路径（不解析符号链接）	Path(path).absolute()	转换为绝对路径（保留符号链接和 ..）
os.listdir(path)	列出目录下的所有条目（返回字符串列表）	list(Path(path).iterdir())	返回目录下所有条目的 Path 对象列表
os.walk(path)	递归遍历目录树（生成 (dirpath, dirnames, filenames)）	Path(path).walk()	递归生成目录树中的所有 Path 对象
os.mkdir(path) / os.makedirs(path)	创建单个目录 / 递归创建目录（含父目录）	Path(path).mkdir()	支持 parents=True 递归创建父目录
os.symlink(target, link)	创建符号链接（link 指向 target）	Path(link).symlink_to(target)	创建指向 target 的符号链接
os.rename(src, dst)	重命名或移动文件/目录	Path(src).rename(dst)	重命名或移动路径到目标位置
os.remove(path) / os.unlink(path)	删除文件（remove 与 unlink 功能相同）	Path(path).unlink()	删除文件（支持 missing_ok=True 忽略不存在的文件）
os.rmdir(path)	删除空目录	Path(path).rmdir()	删除空目录（目录非空时抛出错误）

十一、os.path方法

函数	说明	代码示例	结果
os.path.exists(path)	判断指定路径（文件/目录）是否存在；失效符号链接返回False，权限不足可能误判	os.path.exists("/etc/passwd")	True（Unix）
os.path.join(path1, path2, ...)	智能拼接路径（适配系统分隔符），后续绝对路径片段会重置拼接起点	os.path.join("/home", "user", "docs")	'/home/user/docs'（Unix）
os.path.split(path)	拆分路径为（目录路径, 文件名/最后部分），路径以分隔符结尾则文件名部分为空	os.path.split("/home/user/file.txt")	('/home/user', 'file.txt')
os.path.dirname(path)	获取路径的目录部分（等价于split(path)[0]）	os.path.dirname("/home/user/file.txt")	'/home/user'
os.path.basename(path)	获取路径的最后部分（文件名/目录名，等价于split(path)[1]），路径以分隔符结尾返回空	os.path.basename("/home/user/file.txt")	'file.txt'
os.path.isdir(path)	判断路径是否为现有目录，符号链接指向目录返回True	os.path.isdir("/home/user")	True
os.path.isfile(path)	判断路径是否为现有常规文件，符号链接指向文件返回True	os.path.isfile("/home/user/file.txt")	True
os.path.getsize(path)	返回文件大小（字节），路径不存在/不可访问抛OSError	os.path.getsize("/home/user/file.txt")	1024（假设文件1KB）
os.path.abspath(name)	返回标准化绝对路径（基于当前工作目录），路径无需真实存在	os.path.abspath("file.txt")	'/home/user/file.txt'（当前目录为/home/user）
os.path.isabs(path)	判断是否为绝对路径（Unix以/开头，Windows以盘符/开头）	os.path.isabs("/home")	True（Unix）
os.path.normpath(path)	规范路径（折叠重复分隔符、解析..，Windows转斜杠为反斜杠）	os.path.normpath("/home/user/../docs")	'/home/docs'
os.path.splitext(path)	拆分路径为（根路径/文件名, 扩展名），扩展名以最后一个.开头	os.path.splitext("file.tar.gz")	('file.tar', '.gz')
os.path.getatime(path)	返回路径最后访问时间（时间戳），路径不存在/不可访问抛OSError	os.path.getatime("/home/user/file.txt")	1699999999.123456
os.path.getmtime(path)	返回路径最后修改时间（时间戳），路径不存在/不可访问抛OSError	os.path.getmtime("/home/user/file.txt")	1699999999.123456
os.path.lexists(path)	判断路径是否存在（含失效符号链接），不支持lstat()时等价于exists()	os.path.lexists("/home/user/broken_symlink")	True（若符号链接存在，无论是否失效）
os.path.expanduser(path)	替换路径中“”为当前用户家目录、“user”为指定用户家目录	os.path.expanduser("~/docs")	'/home/user/docs'（Unix）
os.path.expandvars(path)	展开路径中的环境变量（Unix：$name；Windows：%name%）	os.path.expandvars("$HOME/docs")	'/home/user/docs'（Unix，$HOME已定义）
os.path.getctime(path)	返回系统级ctime（Unix：元数据修改时间；Windows：创建时间），路径不存在/不可访问抛OSError	os.path.getctime("/home/user/file.txt")	1699999999.123456（示例时间戳）
os.path.islink(path)	判断路径是否为现有符号链接，不支持符号链接的平台返回False	os.path.islink("/home/user/symlink")	True（若为有效符号链接）
os.path.ismount(path)	判断路径是否为挂载点（Unix检测设备号/inode；Windows盘符/UNC路径为挂载点）	os.path.ismount("/")	True（Unix根目录）
os.path.commonpath(paths)	返回多个路径的最长有效公共子路径，混合绝对/相对路径、跨驱动器抛ValueError	os.path.commonpath(["/home/user/docs", "/home/user/photos"])	'/home/user'
os.path.commonprefix(list)	逐字符返回多个路径的最长公共前缀（可能为无效路径）	os.path.commonprefix(["/home/user", "/home/docs"])	'/home/'
os.path.relpath(path, start=os.curdir)	返回从start到path的相对路径，Windows跨驱动器抛ValueError	os.path.relpath("/home/user/docs", "/home")	'user/docs'
os.path.samefile(path1, path2)	通过设备号和inode判断是否指向同一文件/目录，访问失败抛异常	os.path.samefile("/home/user/file.txt", "/home/user/link.txt")	True（若link.txt是file.txt的硬链接）
os.path.sameopenfile(fp1, fp2)	判断两个文件描述符是否指向同一文件	f1 = open("file.txt"); f2 = open("file.txt"); os.path.sameopenfile(f1.fileno(), f2.fileno())	True
os.path.samestat(stat1, stat2)	判断两个stat元组是否指向同一文件	stat1 = os.stat("file1.txt"); stat2 = os.stat("file2.txt"); os.path.samestat(stat1, stat2)	False（不同文件）
os.path.splitdrive(path)	拆分路径为（驱动器/挂载点, 剩余路径），无驱动器系统返回（空串, 原路径）	os.path.splitdrive("C:/Windows/System32")	('C:', '/Windows/System32')（Windows）
os.path.splitroot(path)	拆分路径为（驱动器/挂载点, 根分隔符, 剩余路径），POSIX系统驱动器部分为空	os.path.splitroot("C:/Windows")	('C:', '/', 'Windows')（Windows）
os.path.realpath(path, strict=False)	返回消除符号链接后的规范路径，strict=True时求值失败抛异常	os.path.realpath("/home/user/symlink")	'/home/user/real_file.txt'（符号链接指向的真实路径）
os.path.isjunction(path)	判断路径是否为现有目录连接点，不支持连接点的平台返回False（3.12+）	os.path.isjunction("C:/Junction")	True（Windows下有效连接点）
os.path.isdevdrive(path)	判断路径是否位于Windows Dev驱动器，非Windows平台返回False（3.12+）	os.path.isdevdrive("D:/Dev/file.txt")	True（若D:是Dev驱动器）
os.path.supports_unicode_filenames	常量，标识当前文件系统是否支持Unicode文件名	os.path.supports_unicode_filenames	True（多数现代系统）