【python基础】—内置模块os常用功能介绍

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前言

os就是"operating system"的缩写，os模块提供的就是各种python程序与操作系统进行交互的接口。通过使用os模块，能够处理平台间的差异问题，使得编写好的程序无需做任何改动就能在另外的平台上运行。

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一、模块变量

os.name

• 功能：导入依赖操作系统模块的名字，指示你正在使用的平台。下面是目前被注册的名字：‘posix’, ‘nt’, ‘mac’, ‘os2’, ‘ce’, ‘java’, ‘riscos’。
  其中 ‘posix’ 是 “Portable Operating System Interface of UNIX” (可移植操作系统接口)的缩写。Linux和Mac OS均会返回该值；‘nt’ 是 “Microsoft Windows NT”，因此Windows操作系统会返回该值；‘java’ 则是Java虚拟机环境下的返回值。

举例：在我的电脑（win10）上执行下述代码，返回值是 ‘nt’：

import os 
os.name

os.environ

• 功能：可以返回各类环境变量相关信息。返回值是一个映射，其中的各个键值对，键是环境变量名，值则是环境变量对应的值。

举例：其中键为“HOMEPATH”（Windows 下，Linux 下为“HOME”），对应的值就是用户主目录的路径。在我的电脑（win10）上执行下述代码。

import os 
os.environ["HOMEPATH"]

二、文件与文件夹

os.getcwd(path)

• 功能：“get the current working directory”，返回当前工作路径的字符串。
  在程序运行的过程中，无论物理上程序在实际存储空间的什么地方，当前工作路径即可以认为程序所在的路径；与之相关的"相关路径"、"同目录下模块导入"等相关操作均以"当前工作路径"为准。

举例：在python文件中，返回的则是文件所在的位置。

import os
os.getcwd()

os.chdir(path)

• 功能：“change the directory”，改变当前工作路径。参数既可以是文本或字节型字符串，也可以是一个文件描述符。
  注意：若指定目录路径不存在，则会抛出FileNotFoundError异常。

举例：

import os 
os.chdir("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data")
os.getcwd()

os.chdir()方法在实际开发中有许多常见应用场景，包括但不限于：

• 执行某个脚本之前，先切换到脚本所在的目录路径，以确保脚本能够正常运行。
• 在处理文件时，先切换到文件所在的目录路径，方便进行文件的读写操作。

举例：读取文件时，先切换到文件所在的目录路径（os.path.dirname），再读取文件名（os.path.basename）。

def read_file(filepath):
    os.chdir(os.path.dirname(filepath))  #os.path.dirname后面会讲到。
    return pd.read_csv(os.path.basename(filepath),encoding='utf-8')

file_pos="F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\第一次建模用的样本数据\\训练集\\v1_6_feature.csv"

data_pos=read_file(file_pos)

• 在处理多个项目时，切换到不同的项目目录路径，以便于对不同项目的文件和目录进行操作。

os.listdir(path)

• 功能：“list directories”，返回指定当前path下的全部文件夹和文件的名字的列表。这个列表以字母顺序，各元素均为字符串。它不包括 ‘.’ 和 ‘..’ 即使它在文件夹中。

举例：返回指定当前目录下的全部文件夹和文件的名字的列表。

import os
os.listdir("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data")

举例：返回当前目录下所有文件而非文件夹的名称列表。

import os
def get_filelists(file_dir):	
    list_directory = os.listdir(file_dir)
    filelists = []
    for directory in list_directory:
        # os.path 模块稍后会讲到
        if(os.path.isfile(directory)):
            filelists.append(directory)
    return filelists

get_filelists("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data")

os.mkdir(path)

• 功能：“make directory”，新建一个名为path的文件夹。
  注意：该函数只能新建一个全新名称文件夹，如果文件夹已经存在，会报FileExistsError异常。
  该函数只能在已有的目录路径下面新建一级目录路径，否则（即新建多级目录路径）会报FileNotFoundError异常。如果要新建多级目录路径，可以使用os.makedirs()来完成任务。

举例：新建已经存在的文件夹，会报FileExistsError异常。

import os
os.mkdir("第一次建模用的样本数据")

举例：新建多级目录路径，会报FileNotFoundError异常。

import os
os.mkdir("test\\test_1\\test2")

新建多级目录路径，应该使用makedirs()。

import os
os.makedirs("test\\test_1\\test2")

os.remove(path)

• 功能：删除路径为path的文件。
  注意：如果path是路径是文件夹而非文件的话，会报FileNotFoundError异常。删除文件夹应该使用os.rmdir()函数。

举例：删除文件，运行成功。

import os 
os.remove("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\test\\test.txt")

举例：删除文件夹，会报FileNotFoundError异常。

import os 
os.remove("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\test")

os.rename(src,dst)

• 功能：是将文件或路径重命名，即将src指向的文件或文件夹重命名为dst指定的名称。
  注意：如果指定的目标文件或者文件夹在其他路径下，该函数还可实现文件或者文件夹的“剪切并粘贴”功能。但无论直接原地重命名还是“剪切粘贴”，中间目录路径都必须要存在，否则就会报FileNotFoundError异常。如果该文件或者文件夹已存在，会报FileExistsError异常。

举例：同一个文件夹下面重命名。

import os 
os.rename("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\test","F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\test_new")

举例：不同文件夹下面重命名，可实现文件或者文件夹的“剪切并粘贴”功能。

import os ，
os.rename("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\test","F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\test_new")

举例：如果该文件或者文件夹已存在，会报FileExistsError异常。

import os 
os.rename("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\test_new","F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\test_new")

举例：如果中间目录路径都必须不存在，就会报FileNotFoundError异常。

import os 
os.rename("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\test_new","F:\\python_machine_learing_work\\test\\test_new")

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三、os的子模块：Path模块

os.path.abspath(path)

• 功能：将传入路径规范化，返回一个相应的绝对路径格式的字符串。

举例：当传入路径符合“绝对路径”的格式时，该函数仅仅将路径分隔符替换为适应当前系统的字符，不做其他任何操作，并将结果返回。所谓“绝对路径的格式”，其实指的就是一个字母加冒号，之后跟分隔符和字符串序列的格式：

import os 
os.path.abspath("F:\python_machine_learing_work")

举例：当指定的路径不符合上述格式时，该函数会自动获取当前工作路径，并使用os.path.join()函数将其与传入的参数组合成为一个新的路径字符串。

import os 
os.path.abspath("hello")

os.path.basename(path)

• 功能：返回文件名，即传入路径的最下级目录名或者文件名。

举例：

import os 
os.path.basename("F:\\python_machine_learing_work")

os.path.dirname(path)

• 功能：返回文件路径。即最后一个分隔符前的整个字符串。

举例：

import os 
os.path.dirname("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data\\第一次建模用的样本数据")

os.path.split(path)

• 功能： 把路径分割成 dirname 和 basename，返回一个元组。即是将path以最后一个分隔符为界，分成两个字符串，前os.path.dirname()和os.path.basename()的返回值分别是函数os.path.split()返回值的第一、第二个元素。

举例：

import os 
os.path.split("F:\\python_machine_learing_work\\501_model\\data")

os.path.join(path1[,path2[,…])

• 功能：把目录路径与文件名合成一个路径。传入的字符要为字符串，所以一般的用法是将第一个参数作为父级目录，之后每一个参数即使下一级目录，从而组合成一个新的符合逻辑的目录路径。

举例：

import os 
os.path.join("F:\\", "python_machine_learing_work")

举例：如果传入路径中存在一个“绝对路径”格式的字符串，且这个字符串不是函数的第一个参数，那么其他在这个参数之前的所有参数都会被丢弃，余下的参数再进行组合。更准确地说，只有最后一个“绝对路径”及其之后的参数才会体现在返回结果中。

import os 
os.path.join("just", "do", "D:\\", "python", "dot", "F:\\", "python_machine_learing_work")

os.path.exists(path)

• 功能：判断路径是否存在，存在则返回 True，路径损坏返回 False。

举例：

import os 
os.path.exists("F:\\python_machine_learing_work")

举例：

import os 
os.path.exists("F:\\python_machine_learing_work\\test")

os.path.isabs(path)

• 功能：判断是否为绝对路径，是则返回 True，否返回 False。

举例：

import os 
os.path.isabs("F:\\python_machine_learing_work")

os.path.isfile(path)

• 功能：判断路径是否为文件，是则返回 True，否返回 False。

举例：

import os 
os.path.isfile("F:\\python_machine_learing_work")

os.path.isdir(path)

• 功能：判断路径是否为目录，是则返回 True，否返回 False。

举例：

import os 
os.path.isdir("F:\\python_machine_learing_work")

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参考文章：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/150835193
https://blog.donothing.site/2015/08/02/python-os/#os-path