Python OS模块简介

简介

Python是近年来用于数据处理、数据分析和网站构建等各种任务的最常用语言之一。在处理这些任务的过程中，有许多任务依赖于操作系统。Python允许开发人员通过Python中的os模块使用多个依赖于操作系统的功能。这个包抽象了平台的功能，并提供了相关python函数来导航、创建、删除和修改文件和文件夹。在本教程中，你将了解如何导入这个包、它的基本功能以及使用这个库执行数据合并任务的python示例项目。

基本函数

我们通过一些实例代码来学习一下这个模块。

导入库：

我们来获取本模块可以使用的方法列表：

输出：

现在，使用getcwd方法我们可以获取当前工作目录路径。

输出：

列出文件夹和文件

我们使用 listdir 来列出当前目录的文件夹/文件：

输出：

如你所看到的，我有两个文件夹： Data 和 Population_Data ,三个文件：README.mdmarkdown 文件, 以及两个名为 tutorial.py 和 tutorial_v2.py的Python文件。

为了获取我的项目文件夹的树形结构，我们来写一个函数，使用 os.walk() 来迭代当前目录下每个文件夹中的所有文件。

在当前工作路径中调用这个函数，当前路径可以通过之前学习的函数得到：

输出：

备注：为方便起见，只截取输出一部分。

从输出中可以看到，文件夹的名称以一个 / 结尾，文件夹中的文件向右缩进了四个空格。Data 文件夹中有一个名为 uscitiesv1.4.csv的csv文件。这个文件包含了美国每个城市的人口数据。Population_Data文件夹保存所有州的数据，其中包含从uscitiesv1.4.csv中提取的每个州的人口数据的独立csv文件。

改变工作目录

我们来改变工作目录，进入到包含 “New York”州数据的目录。

现在，我们在这个目录中再次运行 list_files方法。

输出：

如你所见，我们进入了 Population_Data文件夹下的 New York文件夹。

创建单个和嵌套目录结构

现在，我们在这个目录中创建一个名为 testdir的新目录。

输出：

如你所见，它在当前工作目录中创建了一个新目录。

我们来创建一个两层嵌套的目录。

输出：

我们得到一个错误。具体来说，我们得到一个 FileNotFoundError 错误。你可能想知道，当我们试图创建目录时，为什么会产生一个 FileNotFound 错误。

原因：Python模块寻找一个名为 level1dir 的目录来创建 level2dir 目录。因为 level1dir 不存在，所以它首先抛出一个 FileNotFoundError错误。

对于这样的目的，我们可以使用 mkdirs() 函数来代替，它可以递归地创建多个目录。

查看当前目录树。

输出：

可以看到，现在在 New York 文件夹下有两个子目录：testdir 和 level1dir。level1dir下面有一个名为level2dir 的目录。

递归删除单个和多层目录

os 模块也有修改或删除目录的方法，我将在这里演示。

现在，让我们来使用 rmdir 删除刚才创建的目录:

查看当前目录树来确认此目录已经不存在：

输出：

你可以看到，testdir目录已经被删除。

我们来尝试删除嵌套目录树 level1dir 和 level2dir。 

输出：

正如所见，这里抛出了一个 OSError，这是正确的。它提示 level1dir 目录不是空的。这是正确的，因为它下面有 level2dir。

使用 rmdir 方法不可能删除非空目录，类似于Unix命令行版本。

就像 makedirs() 方法一样，我们试一下 rmdirs()，它可以递归地删除树结构中的目录。

我们再来看一下树结构：

输出：

它返回前一个目录的状态。

数据处理实例

到目前为止，我们已经研究了如何查看、创建和删除嵌套目录结构。现在我们来看一个 os 模块如何帮助数据处理的例子。

为此，我们在目录结构中向上一层。

这一步操作之后，我们再来查看一下目录树结构。

输出：

备注：为了简便起见，只截取输出一部分。

我们通过遍历每个州的目录并合并CSV文件来合并所有州的数据。

由于 os 模块的部分原因，我们能够创建 merge_data，这是一个包含来自每个州的人口数据的数据帧。

结论

在本文中，我们简要地探讨了Python内置 os 模块的不同功能。我们还看到了一个简单的例子，说明如何在数据科学和分析领域中使用该模块。很重要的一点是，要了解 os还提供了很多的功能，并且可以根据开发人员的需要构建更复杂的逻辑。