刻意练习Python基础 ——day 10：文件与文件系统（下）

17天 —— Python基础刻意练习

Day 01——Task01：变量、运算符与数据类型
Day 02——Task02：条件与循环
Day 03——Task03：列表与元组（上）
Day 04——Task03：列表与元组（下）
Day 05——Task04：字符串与序列
Day 06——Task05：函数与Lambda表达式（上）
Day 07——Task05：函数与Lambda表达式（下）
Day 08——Task06：字典与集合
Day 09——Task07：文件与文件系统（上）
Day 10——Task07：文件与文件系统（下）
Day 11——Task08：异常处理
Day 12——Task09：else 与 with 语句
Day 13——Task10：类与对象（上）
Day 14——Task10：类与对象（下）
Day 15——Task11：魔法方法（上）
Day 16——Task11：魔法方法（下）
Day 17——Task12：模块
    

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文件与文件系统

2. 文件系统

  如果我们要操作文件、目录，可以在命令行下面输入操作系统提供的各种命令来完成。比如dir、cp等命令。

  如果要在Python程序中执行这些目录和文件的操作怎么办？其实操作系统提供的命令只是简单地调用了操作系统提供的接口函数，Python内置的os模块也可以直接调用操作系统提供的接口函数。

  打开Python交互式命令行，我们来看看如何使用os模块的基本功能：

>>> import os
>>> os.name # 操作系统类型
'posix'

  如果是posix，说明系统是Linux、Unix或Mac OS X，如果是nt，就是Windows系统。

  要获取详细的系统信息，可以调用uname()函数：

>>> 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()函数在Windows上不提供，也就是说，os模块的某些函数是跟操作系统相关的。

2.1. 环境变量

  在操作系统中定义的环境变量，全部保存在os.environ这个变量中，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', ...})

  要获取某个环境变量的值，可以调用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. 操作文件和目录

  操作文件和目录的函数一部分放在os模块中，一部分放在os.path模块中，这一点要注意一下。
  查看、创建和删除目录可以这么调用：

# 查看当前目录的绝对路径:
>>> os.path.abspath('.')
'/Users/michael'
# 在某个目录下创建一个新目录，首先把新目录的完整路径表示出来:
>>> os.path.join('/Users/michael', 'testdir')
'/Users/michael/testdir'
# 然后创建一个目录:
>>> os.mkdir('/Users/michael/testdir')
# 删掉一个目录:
>>> os.rmdir('/Users/michael/testdir')

  把两个路径合成一个时，不要直接拼字符串，而要通过os.path.join()函数，这样可以正确处理不同操作系统的路径分隔符。在Linux/Unix/Mac下，os.path.join()返回这样的字符串：

part-1/part-2

  而Windows下会返回这样的字符串：

part-1\part-2

  同样的道理，要拆分路径时，也不要直接去拆字符串，而要通过os.path.split()函数，这样可以把一个路径拆分为两部分，后一部分总是最后级别的目录或文件名：

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

  os.path.splitext()可以直接让你得到文件扩展名，很多时候非常方便：

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

  这些合并、拆分路径的函数并不要求目录和文件要真实存在，它们只对字符串进行操作。
  文件操作使用下面的函数。假定当前目录下有一个test.txt文件：

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

  但是复制文件的函数居然在os模块中不存在！原因是复制文件并非由操作系统提供的系统调用。理论上讲，我们通过上一节的读写文件可以完成文件复制，只不过要多写很多代码。

  幸运的是shutil模块提供了copyfile()的函数，你还可以在shutil模块中找到很多实用函数，它们可以看做是os模块的补充。

  最后看看如何利用Python的特性来过滤文件。比如我们要列出当前目录下的所有目录，只需要一行代码：

>>> [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，也只需一行代码就可以非常简洁。

>>> [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/目录方法

  os 模块提供了非常丰富的方法用来处理文件和目录。常用的方法如下表所示：

方法	描述
os.access(path, mode)	检验权限模式
os.chdir(path)	改变当前工作目录
os.chflags(path, flags)	设置路径的标记为数字标记。
os.chmod(path, mode)	更改权限
os.chown(path, uid, gid)	更改文件所有者
os.chroot(path)	改变当前进程的根目录
os.close(fd)	关闭文件描述符 fd
os.closerange(fd_low, fd_high)	关闭所有文件描述符，从 fd_low (包含) 到 fd_high (不包含), 错误会忽略
os.dup(fd)	复制文件描述符 fd
os.dup2(fd, fd2)	将一个文件描述符 fd 复制到另一个 fd2
os.fchdir(fd)	通过文件描述符改变当前工作目录
os.fchmod(fd, mode)	改变一个文件的访问权限，该文件由参数fd指定，参数mode是Unix下的文件访问权限。
os.fchown(fd, uid, gid)	修改一个文件的所有权，这个函数修改一个文件的用户ID和用户组ID，该文件由文件描述符fd指定。
os.fdatasync(fd)	强制将文件写入磁盘，该文件由文件描述符fd指定，但是不强制更新文件的状态信息。
os.fdopen(fd[, mode[, bufsize]])	通过文件描述符 fd 创建一个文件对象，并返回这个文件对象
os.fpathconf(fd, name)	返回一个打开的文件的系统配置信息。name为检索的系统配置的值，它也许是一个定义系统值的字符串，这些名字在很多标准中指定（POSIX.1, Unix 95, Unix 98, 和其它）。
os.fstat(fd)	返回文件描述符fd的状态，像stat()。
os.fstatvfs(fd)	返回包含文件描述符fd的文件的文件系统的信息，Python 3.3 相等于 statvfs()。
os.fsync(fd)	强制将文件描述符为fd的文件写入硬盘。
os.ftruncate(fd, length)	裁剪文件描述符fd对应的文件, 所以它最大不能超过文件大小。
os.getcwd()	返回当前工作目录
os.getcwdu()	返回一个当前工作目录的Unicode对象
os.isatty(fd)	如果文件描述符fd是打开的，同时与tty(-like)设备相连，则返回true, 否则False。
os.lchflags(path, flags)	设置路径的标记为数字标记，类似 chflags()，但是没有软链接
os.lchmod(path, mode)	修改连接文件权限
os.lchown(path, uid, gid)	更改文件所有者，类似 chown，但是不追踪链接。
os.link(src, dst)	创建硬链接，名为参数 dst，指向参数 src
os.listdir(path)	返回path指定的文件夹包含的文件或文件夹的名字的列表。
os.lseek(fd, pos, how)	设置文件描述符 fd当前位置为pos, how方式修改: SEEK_SET 或者 0 设置从文件开始的计算的pos; SEEK_CUR或者 1 则从当前位置计算; os.SEEK_END或者2则从文件尾部开始. 在unix，Windows中有效
os.lstat(path)	像stat(),但是没有软链接
os.major(device)	从原始的设备号中提取设备major号码 (使用stat中的st_dev或者st_rdev field)。
os.makedev(major, minor)	以major和minor设备号组成一个原始设备号
os.makedirs(path[, mode])	递归文件夹创建函数。像mkdir(), 但创建的所有intermediate-level文件夹需要包含子文件夹。
os.minor(device)	从原始的设备号中提取设备minor号码 (使用stat中的st_dev或者st_rdev field )。
os.mkdir(path[, mode])	以数字mode的mode创建一个名为path的文件夹.默认的 mode 是 0777 (八进制)。
os.mkfifo(path[, mode])	创建命名管道，mode 为数字，默认为 0666 (八进制)
os.mknod(filename[, mode=0600, device])	创建一个名为filename文件系统节点（文件，设备特别文件或者命名pipe）。
os.open(file, flags[, mode])	打开一个文件，并且设置需要的打开选项，mode参数是可选的
os.openpty()	打开一个新的伪终端对。返回 pty 和 tty的文件描述符。
os.pathconf(path, name)	返回相关文件的系统配置信息。
os.pipe()	创建一个管道. 返回一对文件描述符(r, w) 分别为读和写
os.popen(command[, mode[, bufsize]])	从一个 command 打开一个管道
os.read(fd, n)	从文件描述符 fd 中读取最多 n 个字节，返回包含读取字节的字符串，文件描述符 fd对应文件已达到结尾, 返回一个空字符串。
os.readlink(path)	返回软链接所指向的文件
os.remove(path)	删除路径为path的文件。如果path 是一个文件夹，将抛出OSError; 查看下面的rmdir()删除一个 directory。
os.removedirs(path)	递归删除目录。
os.rename(src, dst)	重命名文件或目录，从 src 到 dst
os.renames(old, new)	递归地对目录进行更名，也可以对文件进行更名。
os.rmdir(path)	删除path指定的空目录，如果目录非空，则抛出一个OSError异常。
os.stat(path)	获取path指定的路径的信息，功能等同于C API中的stat()系统调用。
os.stat_float_times([newvalue])	决定stat_result是否以float对象显示时间戳
os.statvfs(path)	获取指定路径的文件系统统计信息
os.symlink(src, dst)	创建一个软链接
os.tcgetpgrp(fd)	返回与终端fd（一个由os.open()返回的打开的文件描述符）关联的进程组
os.tcsetpgrp(fd, pg)	设置与终端fd（一个由os.open()返回的打开的文件描述符）关联的进程组为pg。
os.tempnam([dir[, prefix]])	返回唯一的路径名用于创建临时文件。(Python3 中已删除)
os.tmpfile()	返回一个打开的模式为(w+b)的文件对象 .这文件对象没有文件夹入口，没有文件描述符，将会自动删除。(Python3 中已删除)
os.tmpnam()	为创建一个临时文件返回一个唯一的路径(Python3 中已删除)
os.ttyname(fd)	返回一个字符串，它表示与文件描述符fd 关联的终端设备。如果fd 没有与终端设备关联，则引发一个异常。
os.unlink(path)	删除文件路径
os.utime(path, times)	返回指定的path文件的访问和修改的时间。
os.walk(top[, topdown=True[, οnerrοr=None[, followlinks=False]]])	输出在文件夹中的文件名通过在树中游走，向上或者向下。
os.write(fd, str)	写入字符串到文件描述符 fd中. 返回实际写入的字符串长度
os.path 模块	获取文件的属性信息。

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参考资料

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