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【Python】 Python 文件与路径处理

Python 文件与路径处理

如果希望程序结束后数据仍然保持，你需要将数据保存到文件中。你可以认为文件的内容是一个字符串值，大小可能有几个GB 。在本章中，你将学习如何使用Python在硬盘上创建、读取和保存文件。

文件有两个关键属性：“文件名”（通常写成一个单词）和“路径”。路径指明了文件在计算机上的位置。

文件名中，最后一个句点之后的部分称为文件的“扩展名”，它指出了文件的类型。

路径中的 C:\ 部分是“根文件夹”，它包含了所有其他文件夹。在 Windows 中，根文件夹名为 C:\ ，也称为C:盘。在OS X 和 Linux 中，根文件夹是 / 。这是两种风格不同的表达方式。

附加卷，诸如 DVD 驱动器或 USB 闪存驱动器，在不同的操作系统上显示也不同。在 Windows 上，它们表示为新的、带字符的根驱动器。诸如 D:\ 或 E:\ 。在OS X上，它们表示为新的文件夹，在 /Volumes 文件夹下。在 Linux 上，它们表示为新的文件夹，在 /mnt(“mount”）文件夹下。同时也要注意，虽然文件夹名称和文件名在Windows和OS X上是不区分大小写的，但在Linux上是区分大小写的。

1. Windows上的倒斜杠以及 OS X 和 Linux 上的正斜杠

在 Windows 上，路径书写使用倒斜杠作为文件夹之间的分隔符。但在 OS X 和 Linux 上，使用正斜杠作为它们的路径分隔符。如果想要程序运行在所有操作系统上，在编写 Python 脚本时，就必须处理这两种情况。

好在，用 os.path.join()函数来做这件事很简单。如果将单个文件和路径上的文件夹名称的字符串传递给它， os.path.join()就会返回一个文件路径的字符串，包含正确的路径分隔符。在交互式环境中输入以下代码：

import os
os.path.join(‘usr’,‘bin’,‘spam’)
‘usr/bin/spam’
我在 Windows 上运行这些交互式环境的例子，所以， os.path.join(‘usr’,‘bin’,‘spam’) 返回 ‘usr\bin\spam’(请注意，倒斜杠有两个，因为每个倒斜杠需要由另一个倒斜杠字符来转义)。如果我在 OS X 或 Linux 上调用这个函数，该字符串就会是 ‘usr/bin/spam’ 。

如果需要创建文件名称的字符串， os.path.join() 函数就很有用。这些字符串将传递给几个文件相关的函数，本章将进行介绍。例如，下面的例子将一个文件名列表中的名称，添加到文件夹名称的末尾。

myFiles = [‘accounts.txt’, ‘details.csv’, ‘invite.docx’]
for filename in myFiles:
print(os.path.join(‘C:\Users\asweigart’, filename))
C:Usersasweigart/accounts.txt
C:Usersasweigart/details.csv
C:Usersasweigart/invite.docx

2. 当前工作目录

每个运行在计算机上的程序，都有一个“当前工作目录”，或 cwd 。所有没有从根文件夹开始的文件名或路径，都假定在当前工作目录下。利用 os.getcwd() 函数，可以取得当前工作路径的字符串，并可以利用 os.chdir() 改变它。在交互式环境中输入以下代码：

import os
os.getcwd()
‘/home/bk/jubook/pub-python/pt3_tools_工具类库/chb2_io_文件读写’
os.chdir(‘./…/chb2_io_文件读写/’)
os.getcwd()
‘/home/bk/jubook/pub-python/pt3_tools_工具类库/chb2_io_文件读写’
这里，当前工作目录设置为C::raw-latex:\Python34，所以文件名project.docx 指向 C::raw-latex:\Python34:raw-latex:\project.docx。如果我们将当前工作目录改为C::raw-latex:\Windows，文件就被解释为 C::raw-latex:\Windows:raw-latex:\project.docx。

如果要更改的当前工作目录不存在， Python就会显示一个错误。

os.chdir(‘C:\ThisFolderDoesNotExist’)

FileNotFoundError Traceback (most recent call last)

in ()
----> 1 os.chdir(‘C:\ThisFolderDoesNotExist’)

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: ‘C:\ThisFolderDoesNotExist’
注意虽然文件夹是目录的更新的名称，但请注意，当前工作目录（或当前目录）是标准术语，没有当前工作文件夹这种说法。

3. 绝对路径与相对路径

有两种方法指定一个文件路径。

“绝对路径”，总是从根文件夹开始。

“相对路径”，它相对于程序的当前工作目录。

还有点（.）和点点（…）文件夹。它们不是真正的文件夹，而是可以在路径中使用的特殊名称。单个的句点（“点”）用作文件夹目名称时，是“这个目录”的缩写。两个句点（“点点”）意思是父文件夹。

图8-2是一些文件夹和文件的例子。如果当前工作目录设置为 C::raw-latex:\bacon，这些文件夹和文件的相对目录，就设置为图8-2所示的样子。当前

在工作目录C:bacon中的文件夹和文件的相对路径

相对路径开始处的 .\ 是可选的。例如， .\spam.txt 和 spam.txt 指的是同一个文件。

4. 用 os.makedirs() 创建新文件夹

程序可以用 os.makedirs() 函数创建新文件夹（目录)。在交互式环境中输入以下代码：

import os
if os.path.exists(‘/tmp/delicious/walnut/waffles’):
pass
else:
os.makedirs(‘/tmp/delicious/walnut/waffles’)
这不仅将创建 /tmp/delicious 文件夹，也会在 /tmp/delicious 下创建 walnut 文件夹，并在 /tmp/delicious/walnut 中创建 waffles 文件夹。也就是说，os.makedirs() 将创建所有必要的中间文件夹，目的是确保完整路径名存在。

5. os.path 模块

os.path 模块包含了许多与文件名和文件路径相关的有用函数。例如，你已经使用了 os.path.join() 来构建所有操作系统上都有效的路径。因为 os.path 是 os 模块中的模块，所以只要执行 import os 就可以导入它。如果你的程序需要处理文件、文件夹或文件路径，就可以参考本节中这些简短的例子。 os.path 模块的完整文档在 Python 网站上： http://docs.python.org/3/library/os.path.html。

注意本章后面的大多数例子都需要 os 模块，所以要记得在每个脚本开始处导入它，或在重新启动IDLE时导入它。否则，就会遇到错误消息NameError:name ‘os’ is not defined。

6. 处理绝对路径和相对路径

os.path 模块提供了一些函数，返回一个相对路径的绝对路径，以及检查给定的路径是否为绝对路径。

调用 os.path.abspath(path)将返回参数的绝对路径的字符串。这是将相对路径转换为绝对路径的简便方法。

调用 os.path.isabs(path) ，如果参数是一个绝对路径，就返回 True ，如果参数是一个相对路径，就返回 False 。

调用 os.path.relpath(path,start) 将返回从 start 路径到 path 的相对路径的字符串。如果没有提供 start ，就使用当前工作目录作为开始路径。

在交互式环境中尝试以下函数：

os.path.abspath(‘.’)
‘/home/bk/jubook/pub-python/pt3_tools_工具类库/chb2_io_文件读写’
os.path.abspath(‘./Scripts’)
‘/home/bk/jubook/pub-python/pt3_tools_工具类库/chb2_io_文件读写/Scripts’
os.path.isabs(‘.’)
False
os.path.isabs(os.path.abspath(‘.’))
True
因为在 os.path.abspath() 调用时，当前目录是C::raw-latex:\Python34，所以“点”文件夹指的是绝对路径 ‘C:\Python34’ 。

注意因为在你的系统上，文件和文件夹可能与我的不同，所以你不能完全遵照本章中的每一个例子。但还是请尝试用你的计算机上存在的文件夹来完成例子。

在交互式环境中，输入以下对 os.path.relpath() 的调用：

os.path.relpath(‘C:/Windows’, ‘C:/’)
‘Windows’
os.path.relpath(‘C:/Windows’, ‘C:/spam/eggs’)
‘…/…/Windows’
os.getcwd()
‘/home/bk/jubook/pub-python/pt3_tools_工具类库/chb2_io_文件读写’
调用 os.path.dimame(path) 将返回一个字符串，它包含 path 参数中最后一个斜杠之前的所有内容。调用 os.path.basename(path) 将返回一个字符串，它包含 path 参数中最后一个斜杠之后的所有内容。

基本名称跟在路径中最后一个斜杠后，它和文件名一样，目录名称是最后一个斜杠之前的所有内容

例如，在交互式环境中输入以下代码：

path = ‘C:/Windows/System32/calc.exe’
os.path.basename(path)
‘calc.exe’
os.path.dirname(path)
‘C:/Windows/System32’
如果同时需要一个路径的目录名称和基本名称，就可以调用 os.path.split() ，获得这两个字符串的元组，像这样：

calcFilePath = ‘C:/Windows/System32/calc.exe’
os.path.split(calcFilePath)
(‘C:/Windows/System32’, ‘calc.exe’)
请注意，可以调用 os.path.dimame() 和 os.path.basename() ，将它们的返回值放在一个元组中，从而得到同样的元组。

(os.path.dirname(calcFilePath), os.path.basename(calcFilePath))
(‘C:/Windows/System32’, ‘calc.exe’)
但如果需要两个值， os.path.split() 是很好的快捷方式。

同时也请注意， os.path.split() 不会接受一个文件路径并返回每个文件夹的字符串的列表。如果需要这样，请使用 split() 字符串方法，并根据 os.path.sep 中的字符串进行分割。回忆一下，根据程序运行的计算机， os.path.sep 变量设置为正确的文件夹分割斜杠。

例如，在交互式环境中输入以下代码：

calcFilePath.split(os.path.sep)
[‘C:’, ‘Windows’, ‘System32’, ‘calc.exe’]
在 OS X 和 Linux 系统上，返回的列表头上有一个空字符串：

‘/usr/bin’.split(os.path.sep)
[‘’, ‘usr’, ‘bin’]
split() 字符串方法将返回一个列表，包含该路径的所有部分。如果向它传递 os.path.sep ，就能在所有操作系统上工作。

7. 查看文件大小和文件夹内容

一旦有办法处理文件路径，就可以开始搜集特定文件和文件夹的信息。 os.path 模块提供了一些函数，用于查看文件的字节数以及给定文件夹中的文件和子文件夹。

调用 os.path.getsize(path) 将返回 path 参数中文件的字节数。

调用 os.listdir(path) 将返回文件名字符串的列表，包含 path 参数中的每个文件(请注意，这个函数在os 模块中，而不是 os.path )。

下面是我在交互式环境中尝试这些函数的结果：

os.path.getsize( ‘sec01_filepath.ipynb’)
24902
os.listdir( ‘.’)
[‘waffles’,
‘img2_2.png’,
‘sec09_practice-random.ipynb’,
‘img2_3.png’,
‘waffl’,
‘somefile.txt’,
‘img2_5.png’,
‘hello.txt’,
‘bacon.txt’,
‘sec04_xlh.ipynb’,
‘myCats.py’,
‘sec05_filelines.ipynb’,
‘pycache’,
‘sec01_filepath.ipynb’,
‘sec02_fileio.ipynb’,
‘img2_4.png’,
‘waffle’,
‘.ipynb_checkpoints’,
‘sonnet29.txt’]
可以看到，我的计算机上的 calc.exe 程序是776192字节。在我的 C:\Windows\System32下有许多文件。如果想知道这个目录下所有文件的总字节数，就可以同时使用s.path.getsize()和os.listdir()。

totalSize = 0
for filename in os.listdir(‘.’):
totalSize = totalSize + os.path.getsize(os.path.join(‘.’, filename))
print (totalSize)
546143
当循环遍历 C:Windows:raw-latex:System32 文件夹中的每个文件时， totalSize 变量依次增加每个文件的字节数。请注意，我在调用 os.path.getsize() 时，使用了 os.path.join() 来连接文件夹名称和当前的文件名。os.path.getsize() 返回的整数添加到 totalSize 中。在循环遍历所有文件后，我打印出 totalSize ，看看 C:Windows:raw-latex:System32 文件夹的总字节数。

8. 检查路径有效性

如果你提供的路径不存在，许多Python函数就会崩溃并报错。 os.path 模块提供了一些函数，用于检测给定的路径是否存在，以及它是文件还是文件夹。

如果 path 参数所指的文件或文件夹存在，调用 os.path.exists(path) 将返回 True ，否则返回 False 。

如果 path 参数存在，并且是一个文件，调用 os.path.isfile(path) 将返回 True ，否则返回 False 。

如果 path 参数存在，并且是一个文件夹，调用 os.path.isdir(path) 将返回 True ,否则返回 False 。