100天精通Python（基础篇）——第28天：标准库os

前言

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一、os库介绍

os模块提供了多数操作系统的功能接口函数。当os模块被导入后，它会自适应于不同的操作系统平台，根据不同的平台进行相应的操作，在python编程时，经常和文件、目录打交道，这时就离不了os模块，本节内容将对os模块提供的函数进行详细的解读

import os

二、主要功能

1、系统相关变量和操作

2、文件和目录相关操作

3、路径相关操作

三、系统相关变量和操作

1、os.name

返回操作系统类型：Windows 返回nt; Linux 返回posix

>>> import os
>>> print(os.name)
nt

3、os.environ

返回系统的环境变量

>>> import os
>>> print(os.environ)
environ({'ALLUSERSPROFILE': 'C:\\ProgramData', 'APPDATA': 'C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Roaming', 'COMMONPROGRAMFILES': 'C:\\Program Files\\Common Files', 'COMMONPROGRAMFILES(X86)': 'C:\\Program Files (x86)\\Common Files', 'COMMONPROGRAMW6432': 'C:\\Program Files\\Common Files', 'COMPUTERNAME': 'DESKTOP-P205J2I', 'COMSPEC': 'C:\\Windows\\system32\\cmd.exe', 'DRIVERDATA': 'C:\\Windows\\System32\\Drivers\\DriverData', 'FPS_BROWSER_APP_PROFILE_STRING': 'Internet Explorer', 'FPS_BROWSER_USER_PROFILE_STRING': 'Default', 'HOMEDRIVE': 'C:', 'HOMEPATH': '\\Users\\Administrator', 'LOCALAPPDATA': 'C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local', 'LOGONSERVER': '\\\\DESKTOP-P205J2I', 'NUMBER_OF_PROCESSORS': '4', 'ONEDRIVE': 'C:\\Users\\Administrator\\OneDrive', 'OS': 'Windows_NT', 'PATH': 'C:\\Windows\\system32;C:\\Windows;C:\\Windows\\System32\\Wbem;C:\\Windows\\System32\\WindowsPowerShell\\v1.0\\;C:\\Windows\\System32\\OpenSSH\\;C:\\Program Files\\Microsoft SQL Server\\120\\DTS\\Binn\\;C:\\Program Files\\Microsoft SQL Server\\Client SDK\\ODBC\\110\\Tools\\Binn\\;C:\\Program Files (x86)\\Microsoft SQL Server\\120\\Tools\\Binn\\;C:\\Program Files\\Microsoft SQL Server\\120\\Tools\\Binn\\;C:\\Program Files (x86)\\Microsoft SQL Server\\120\\Tools\\Binn\\ManagementStudio\\;C:\\Program Files (x86)\\Microsoft SQL Server\\120\\DTS\\Binn\\;D:\\pycharm\\PyCharm Community Edition 2019.2.3\\bin;D:\\MongoDB\\bin;D:\\Python3.8\\Scripts\\;D:\\Python3.8\\;D:\\Python3.9\\Scripts\\;D:\\Python3.9\\;D:\\Python\\Scripts\\;D:\\Python\\;C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Local\\Microsoft\\WindowsApps;;D:\\pycharm\\PyCharm Community Edition 2021.2.3\\bin;;D:\\Microsoft VS Code\\bin', 'PATHEXT': '.COM;.EXE;.BAT;.CMD;.VBS;.VBE;.JS;.JSE;.WSF;.WSH;.MSC', 'PROCESSOR_ARCHITECTURE': 'AMD64', 'PROCESSOR_IDENTIFIER': 'Intel64 Family 6 Model 60 Stepping 3, GenuineIntel', 'PROCESSOR_LEVEL': '6', 'PROCESSOR_REVISION': '3c03', 'PROGRAMDATA': 'C:\\ProgramData', 'PROGRAMFILES': 'C:\\Program Files', 'PROGRAMFILES(X86)': 'C:\\Program Files (x86)', 'PROGRAMW6432': 'C:\\Program Files', 'PROMPT': '$P$G', 'PSMODULEPATH': 'C:\\Program Files\\WindowsPowerShell\\Modules;C:\\Windows\\system32\\WindowsPowerShell\\v1.0\\Modules;C:\\Program Files (x86)\\Microsoft SQL Server\\120\\Tools\\PowerShell\\Modules\\', 'PUBLIC': 'C:\\Users\\Public', 'PYCHARM COMMUNITY EDITION': 'D:\\pycharm\\PyCharm Community Edition 2021.2.3\\bin;', 'SESSIONNAME': 'Console', 'SYSTEMDRIVE': 'C:', 'SYSTEMROOT': 'C:\\Windows', 'TEMP': 'C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp', 'TMP': 'C:\\Users\\ADMINI~1\\AppData\\Local\\Temp', 'USERDOMAIN': 'DESKTOP-P205J2I', 'USERDOMAIN_ROAMINGPROFILE': 'DESKTOP-P205J2I', 'USERNAME': 'Administrator', 'USERPROFILE': 'C:\\Users\\Administrator', 'WINDIR': 'C:\\Windows', 'WXDRIVE_START_ARGS': '--wxdrive-setting=0 --disable-gpu --disable-software-rasterizer --enable-features=NetworkServiceInProcess'})
# 通过key值获取环境变量对应的value值
>>> print(os.environ.get('PATH'))
C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;C:\Windows\System32\OpenSSH\;C:\Program Files\Microsoft SQL Server\120\DTS\Binn\;C:\Program Files\Microsoft SQL Server\Client SDK\ODBC\110\Tools\Binn\;C:\Program Files (x86)\Microsoft SQL Server\120\Tools\Binn\;C:\Program Files\Microsoft SQL Server\120\Tools\Binn\;C:\Program Files (x86)\Microsoft SQL Server\120\Tools\Binn\ManagementStudio\;C:\Program Files (x86)\Microsoft SQL Server\120\DTS\Binn\;D:\pycharm\PyCharm Community Edition 2019.2.3\bin;D:\MongoDB\bin;D:\Python3.8\Scripts\;D:\Python3.8\;D:\Python3.9\Scripts\;D:\Python3.9\;D:\Python\Scripts\;D:\Python\;C:\Users\Administrator\AppData\Local\Microsoft\WindowsApps;;D:\pycharm\PyCharm Community Edition 2021.2.3\bin;;D:\Microsoft VS Code\bin

4、os.sep

返回用于系统路径的分隔符；Windows系统通过是\ , Linux类系统如Ubuntu的分隔符是/

>>> import os
>>> print(os.sep)
\

5、os.linesep

返回文件换行的分隔符

>>> import os
>>> print(os.linesep)
'\r\n'

6、os.getcwd()

返回当前工作的目录路径

>>> import os
>>> print(os.getcwd())
C:\Users\Administrator

四、文件和目录相关操作

1、os.listdir(path)

返回指定目录下的所有文件和目录名

>>> import os
>>> os.listdir(".") # . 表示当前路径
['.dbshell', '.matplotlib', '.mongorc.js', '.vscode', '3D Objects', 'AppData', 'Application Data', 'Contacts', 'Cookies', 'Desktop', 'Documents', 'Downloads', 'Favorites', 'IntelGraphicsProfiles', 'Links', 'Local Settings', 'Music', 'My Documents', 'NetHood', 'NTUSER.DAT', 'ntuser.dat.LOG1', 'ntuser.dat.LOG2', 'NTUSER.DAT{16f71298-3ac2-11ec-b2cd-f48e38856907}.TM.blf', 'NTUSER.DAT{16f71298-3ac2-11ec-b2cd-f48e38856907}.TMContainer00000000000000000001.regtrans-ms', 'NTUSER.DAT{16f71298-3ac2-11ec-b2cd-f48e38856907}.TMContainer00000000000000000002.regtrans-ms', 'ntuser.ini', 'OneDrive', 'Pictures', 'PrintHood', 'Recent', 'Saved Games', 'Searches', 'SendTo', 'Templates', 'UIDowner', 'Videos', '「开始」菜单']

2、os.mkdir(path)

创建一个目录，只创建一个目录文件。

>>> import os
>>> os.mkdir(r"E:\Python_test\test")
>>> os.listdir(r"E:\Python_test")
['test', '新建文本文档.txt'] 

注意：路径r"E:\Python_test\test"前面的 r 表示取消转义效果，可以直接复制Window的文件路径

3、os.rmdir(path)

删除个空目录。 若目录中有文件则无法删除。

>>> import os
>>> os.rmdir(r"E:\Python_test\test")
>>> os.listdir(r"E:\Python_test")
['新建文本文档.txt']

4、os.remove(path)

删除path指定的文件，不能删除文件夹

>>> import os
>>> os.remove(r"E:\Python_test\新建文本文档.txt")
>>> os.listdir(r"E:\Python_test")
[]

4、os.makedirs(dirname)

可以生成多层递归目录。如果目录全部存在，则创建目录失败。

>>> import os
>>> os.makedirs(r"E:\Python_test\test\test1")
>>> os.listdir(r"E:\Python_test")
['test']
>>> os.listdir(r"E:\Python_test\test")
['test1']

5、os.removedirs(dirname)

可以删除多层递归的空目录,若目录中有文件则无法删除

>>> import os
# 案例把Python_test、test、test1目录都删除
>>> os.removedirs(r"E:\Python_test\test\test1")
>>> os.listdir(r"E:\Python_test")
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [WinError 3] 系统找不到指定的路径。: 'E:\\Python_test'

6、os.chdir(path)

切换当前工作的目录路径

>>> import os
>>> print(os.getcwd())
C:\Users\Administrator
>>> os.chdir(r'E:\Python_demo')
>>> print(os.getcwd())
E:\Python_demo

7、os.rename(旧名称, 新名称)

重命令名目录名或者文件名。重命名后的文件名已存在,则重命名失败。

>>> import os
E:\Python_test
os.rename(r'E:\Python_test\新建文本文档.txt', r'E:\Python_test\测试重命名.txt')
>>> os.listdir(r'E:\Python_test')
['测试重命名.txt']

五、路径相关操作

1、os.path.basename(path)

返回文件名

>>> import os
>>> os.path.basename(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
'冰墩墩.py'

2、os.path.dirname(path)

返回文件路径

>>> os.path.dirname(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
'E:\\Python学习'

3、os.path.getsize(path)

获得文件大小，输出字节，如果name是目录返回0L

>>> import os
>>> os.path.getsize(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
7653

4、os.path.getctime(path)

获取文件创建时候的时间戳

>>> import os
>>> os.path.getctime(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
1644672351.9997058

5、os.path.getatime(path)

获取文件最后修改时候的时间戳

>>> import os
>>> os.path.getatime(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
1644737610.150038

6、os.path.abspath(path)

获得绝对路径

>>> import os
>>> os.path.abspath(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
'E:\\Python学习\\冰墩墩.py'

7、os.path.join(path,name)

连接目录与文件名或目录

>>> import os
>>> os.path.join(r'E:\Python学习', '冰墩墩.py')
'E:\\Python学习\\冰墩墩.py'

8、os.path.exists(path)

判断文件或者目录是否存在。存在则返回True；否则返回False

>>> import os
>>> os.path.exists(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
True
>>> os.path.exists(r'E:\Python学习')
True

9、os.path.isfile(path)

判断是否为文件。是文件则返回True；否则返回False

>>> import os
>>> os.path.isfile(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
True
>>> os.path.isfile(r'E:\Python学习')
False

10、os.path.isdir(path)

判断是否为目录。是目录则返回True,否则返回False

>>> import os
>>> os.path.isdir(r'E:\Python学习\冰墩墩.py')
False
>>> os.path.isdir(r'E:\Python学习')
True

六、练习

1、递归输出目录结构

需求：求出E:\Python学习目录下的文件结构

目录如下：

import os


def recursion_file_catalogue(path, indent=0, maxi=-1):
    """按字典序递归输出目录结构
    :param path: str 文件路径
    :param indent: int 首次缩进空格(默认为 0，一般不用改变)
    :param maxi: int 最大展开层数(默认为 -1，表示全部展开)
    :return: 文件目录
    """
    if maxi != 0:
        try:
            lsdir = os.listdir(path)
        except PermissionError:  # 对于权限不够的文件不作处理
            pass
        else:
            for item in lsdir:
                full_path = os.path.join(path, item)
                if os.path.isdir(full_path):
                    print(' ' * indent, '+', item)
                    recursion_file_catalogue(full_path, indent + 4, maxi - 1)
                if os.path.isfile(full_path):
                    print(' ' * indent, '-', item)


if __name__ == '__main__':
    file_path = r'E:\Python学习'
    print('---按字典序递归输出目录结构---')
    recursion_file_catalogue(file_path, 0, 2)

输出结果：

---按字典序递归输出目录结构---
 + test1
     - 1.txt
 + test2
     - 2.txt

2、创建目录

需求：在E:\Python学习\img目录下 可能有图片，把 img目录 删除后重新创建

import os

path = r'E:\Python学习\img'
if os.listdir(path):
    for file in os.listdir(path):
        os.remove(path + "\\" + file)
    os.rmdir(path)
    os.mkdir(path)  
else:
    os.rmdir(path)
    os.mkdir(path)