当前位置：首页 > article >正文

【Python实用技巧】OS模块详解：文件与目录操作的瑞士军刀

article 2025/3/31 10:08:29

大家好，我是唐叔！今天咱们来聊聊Python中那个被低估的"老黄牛"——os模块。这个模块看似简单，但却是每个Python开发者都绕不开的利器。就像我常说的：“不会用os模块的Python程序员，就像不会用筷子的美食家”。

文章目录

- 一、OS模块是什么？
- 二、为什么需要OS模块？
- 三、os模块常见操作详解
- - 1. 文件和目录操作
  - 2. 路径操作
  - 3. 文件信息查询
  - 4. 目录遍历
- 四、实战案例：批量重命名工具
- 五、总结与思考

一、OS模块是什么？

OS模块（Operating System的缩写）是Python标准库中与操作系统交互的接口。它就像是Python和操作系统之间的翻译官，让我们能够用Python代码执行各种系统级操作。

主要功能包括：

文件和目录操作
路径管理
环境变量访问
进程管理
执行系统命令

二、为什么需要OS模块？

想象一下这个场景：你需要批量处理某个目录下的所有文件，或者在不同操作系统中保证代码的兼容性。这时候，os模块就是你的最佳搭档。它最大的优势在于：

跨平台：自动处理不同操作系统（Windows/Linux/Mac）的差异
功能全面：覆盖了大部分系统级操作需求
简单易用：API设计直观，学习成本低

三、os模块常见操作详解

1. 文件和目录操作

import os

# 创建目录（如果已存在会报错）
os.mkdir('test_dir')

# 递归创建多级目录（更安全）
os.makedirs('parent_dir/child_dir', exist_ok=True)

# 删除文件
os.remove('old_file.txt')

# 删除空目录
os.rmdir('empty_dir')

# 递归删除目录及其内容（危险！慎用）
import shutil
shutil.rmtree('directory_to_delete')

使用场景：批量文件处理、临时目录管理、项目初始化时创建目录结构等。

2. 路径操作

# 获取当前工作目录
current_dir = os.getcwd()
print(f"当前目录：{current_dir}")

# 路径拼接（推荐这种方式，跨平台兼容）
file_path = os.path.join('data', 'subfolder', 'file.txt')

# 获取绝对路径
abs_path = os.path.abspath('some_file.txt')

# 路径拆分
dirname, filename = os.path.split('/path/to/file.txt')
basename, ext = os.path.splitext(filename)

# 检查路径是否存在
if os.path.exists('some_path'):
    print("路径存在")

使用场景：项目中的文件路径管理、动态构建文件路径、路径验证等。

3. 文件信息查询

# 获取文件大小（字节）
size = os.path.getsize('data.txt')

# 获取文件最后修改时间（时间戳）
mtime = os.path.getmtime('data.txt')
from datetime import datetime
print(datetime.fromtimestamp(mtime))

# 判断是否是文件/目录
is_file = os.path.isfile('data.txt')
is_dir = os.path.isdir('some_dir')

使用场景：文件监控、日志分析、文件系统扫描等。

4. 目录遍历

# 列出目录内容
items = os.listdir('.')  # 当前目录

# 递归遍历目录（生成器）
for root, dirs, files in os.walk('project'):
    print(f"当前目录：{root}")
    print(f"子目录：{dirs}")
    print(f"文件：{files}")

使用场景：批量处理文件、项目文件统计、查找特定文件等。

四、实战案例：批量重命名工具

下面唐叔将通过实现一个实用的批量重命名工具来加深大家对os模块下理解，这个案例综合运用了多个os操作：

import os

def batch_rename(folder_path, prefix, start_num=1):
    """
    批量重命名文件夹中的文件

    :param folder_path: 目标文件夹路径
    :param prefix: 新文件名前缀
    :param start_num: 起始编号
    """
    # 确保目录存在
    if not os.path.isdir(folder_path):
        print(f"错误：目录 {folder_path} 不存在")
        return

    # 遍历目录中的文件
    for i, filename in enumerate(os.listdir(folder_path), start=start_num):
        # 获取文件完整路径
        old_path = os.path.join(folder_path, filename)

        # 跳过目录
        if os.path.isdir(old_path):
            continue

        # 拆分文件名和扩展名
        _, ext = os.path.splitext(filename)

        # 构建新文件名
        new_name = f"{prefix}_{i}{ext}"
        new_path = os.path.join(folder_path, new_name)

        # 重命名
        os.rename(old_path, new_path)
        print(f"重命名：{filename} -> {new_name}")

# 使用示例
batch_rename('./photos', 'vacation', 1)