各位观众，各位朋友，各位程序员，大家好！
今天咱们来聊聊Python里那些“搞系统”的模块：os、sys 和 shutil。这仨哥们儿，那是Python与操作系统打交道的三板斧，玩儿明白了，你的Python脚本就能上天入地，呼风唤雨（当然，是在你的电脑里）。
别害怕，虽然听起来“系统级”很高大上，其实用起来一点都不难。咱们争取用最接地气的方式，把这几个模块的功能掰开了揉碎了，讲清楚、说明白。
第一板斧：os 模块 – “操作系统，我来了！”
os 模块，可以说是Python和操作系统之间的桥梁。有了它，你的Python代码就能执行一些操作系统级别的操作，比如创建文件夹、删除文件、获取环境变量等等。
1. 路径操作：不怕迷路，指哪打哪！
在文件系统中，路径就像地图上的坐标，指引我们找到目标文件或文件夹。os.path 子模块就是专门用来处理路径的。
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os.path.join()：路径拼接，妈妈再也不用担心我写错斜杠了！以前拼接路径，手动加斜杠，一不小心就出错。有了
os.path.join()，就方便多了，它会根据操作系统自动选择正确的路径分隔符。import os # 假设我们要创建 'logs/2023-10-27/app.log' 这样的路径 path = os.path.join('logs', '2023-10-27', 'app.log') print(path) # 输出：logs/2023-10-27/app.log (在Linux/macOS上) # 或者 logs2023-10-27app.log (在Windows上) # 还可以拼接绝对路径 abs_path = os.path.join('/home/user', 'documents', 'report.pdf') #Linux print(abs_path) abs_path = os.path.join('C:\Users\user', 'documents', 'report.pdf') #windows print(abs_path) -
os.path.exists()：确认过眼神，是个真实存在的路径！在操作文件之前，先确认一下路径是否存在是个好习惯。
import os path = 'logs/2023-10-27/app.log' if os.path.exists(path): print(f"路径 '{path}' 存在") else: print(f"路径 '{path}' 不存在") -
os.path.isfile()和os.path.isdir()：你是文件？还是文件夹？有时候我们需要区分路径指向的是文件还是文件夹。
import os path = 'my_file.txt' # 创建一个文件 with open(path, 'w') as f: f.write("Hello, world!") if os.path.isfile(path): print(f"'{path}' 是一个文件") elif os.path.isdir(path): print(f"'{path}' 是一个目录") else: print(f"'{path}' 既不是文件也不是目录") os.remove(path) # 删除文件，清理现场 -
os.path.abspath()：给我你的绝对路径！将相对路径转换为绝对路径，方便后续操作。
import os relative_path = 'my_file.txt' absolute_path = os.path.abspath(relative_path) print(f"'{relative_path}' 的绝对路径是: {absolute_path}") -
os.path.dirname()和os.path.basename()：拆分路径，各取所需！os.path.dirname()获取路径的目录部分，os.path.basename()获取路径的文件名部分。import os path = '/home/user/documents/report.pdf' directory = os.path.dirname(path) filename = os.path.basename(path) print(f"目录: {directory}") # 输出: /home/user/documents print(f"文件名: {filename}") # 输出: report.pdf -
os.path.splitext()：分离文件名和扩展名，强迫症患者福音！将文件名和扩展名分开。
import os filename = 'image.png' name, ext = os.path.splitext(filename) print(f"文件名: {name}") # 输出: image print(f"扩展名: {ext}") # 输出: .png
2. 文件和目录操作：增删改查，样样精通！
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os.mkdir()和os.makedirs()：创建文件夹，单层 or 多层？os.mkdir()创建单层目录，如果父目录不存在会报错。os.makedirs()可以创建多层目录，即使父目录不存在也没关系。import os # 创建单层目录 try: os.mkdir('my_directory') print("单层目录 'my_directory' 创建成功") except FileExistsError: print("单层目录 'my_directory' 已经存在") # 创建多层目录 try: os.makedirs('parent/child/grandchild') print("多层目录 'parent/child/grandchild' 创建成功") except FileExistsError: print("多层目录 'parent/child/grandchild' 已经存在") # 清理现场 os.rmdir('my_directory') os.removedirs('parent/child/grandchild') #只能删除空目录 -
os.rmdir()和os.removedirs()：删除空文件夹，用完就丢！os.rmdir()删除单层空目录，os.removedirs()删除多层空目录。注意，只能删除空目录！import os # 创建一个空目录 os.mkdir('empty_directory') # 删除空目录 os.rmdir('empty_directory') print("空目录 'empty_directory' 删除成功") -
os.remove()：删除文件，一刀两断！删除指定的文件。
import os # 创建一个文件 with open('my_file.txt', 'w') as f: f.write("Hello, world!") # 删除文件 os.remove('my_file.txt') print("文件 'my_file.txt' 删除成功") -
os.rename()和os.renames()：重命名文件或文件夹，改头换面！os.rename()重命名文件或文件夹，os.renames()可以重命名多层目录。import os # 创建一个文件 with open('old_name.txt', 'w') as f: f.write("Hello, world!") # 重命名文件 os.rename('old_name.txt', 'new_name.txt') print("文件 'old_name.txt' 重命名为 'new_name.txt' 成功") # 清理现场 os.remove('new_name.txt') -
os.listdir()：列出目录下的文件和文件夹，一览无余！获取指定目录下所有文件和文件夹的名称列表。
import os # 创建一些文件和目录 os.makedirs('my_directory/subdir') with open('my_directory/file1.txt', 'w') as f: f.write("File 1") with open('my_directory/file2.txt', 'w') as f: f.write("File 2") # 列出目录下的文件和文件夹 files = os.listdir('my_directory') print(f"'my_directory' 下的文件和文件夹: {files}") # 输出: ['subdir', 'file1.txt', 'file2.txt'] # 清理现场 os.remove('my_directory/file1.txt') os.remove('my_directory/file2.txt') os.rmdir('my_directory/subdir') os.rmdir('my_directory') -
os.walk()：遍历目录树，地毯式搜索！os.walk()可以遍历目录树，返回一个生成器，每次迭代返回一个三元组(dirpath, dirnames, filenames)，分别表示当前目录的路径、当前目录下的子目录名列表和当前目录下的文件名列表。import os # 创建一个目录树 os.makedirs('my_directory/subdir1') os.makedirs('my_directory/subdir2') with open('my_directory/file1.txt', 'w') as f: f.write("File 1") with open('my_directory/subdir1/file2.txt', 'w') as f: f.write("File 2") # 遍历目录树 for dirpath, dirnames, filenames in os.walk('my_directory'): print(f"当前目录: {dirpath}") print(f"子目录: {dirnames}") print(f"文件: {filenames}") print("---") # 清理现场 os.remove('my_directory/file1.txt') os.remove('my_directory/subdir1/file2.txt') os.rmdir('my_directory/subdir1') os.rmdir('my_directory/subdir2') os.rmdir('my_directory')
3. 环境变量：窥探系统的秘密！
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os.environ：访问环境变量，获取系统信息！os.environ是一个字典，包含了系统的环境变量。import os # 获取环境变量 username = os.environ.get('USERNAME') #windows username = os.environ.get('USER') #Linux print(f"当前用户名: {username}") -
os.getenv()：安全地获取环境变量，不怕 KeyError！os.getenv()类似于os.environ.get()，但是如果环境变量不存在，不会抛出 KeyError 异常，而是返回 None（或者你指定的默认值）。import os # 获取环境变量，如果不存在则返回默认值 api_key = os.getenv('API_KEY', 'default_key') print(f"API Key: {api_key}")
4. 其他常用函数：
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os.getcwd()：获取当前工作目录，我在哪儿？import os current_directory = os.getcwd() print(f"当前工作目录: {current_directory}") -
os.chdir()：改变当前工作目录，换个地方！import os print(f"当前工作目录: {os.getcwd()}") os.chdir('/tmp') #需要权限 print(f"当前工作目录: {os.getcwd()}") os.chdir(os.path.dirname(__file__)) # 切换回文件所在目录
第二板斧：sys 模块 – “Python 解释器，听我指挥！”
sys 模块提供对Python解释器使用或维护的一些变量的访问，以及与解释器强烈交互的函数。简单来说，就是让你控制Python解释器的一些行为。
1. 命令行参数：脚本的入口！
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sys.argv：获取命令行参数，脚本的指令！sys.argv是一个列表，包含了命令行参数。sys.argv[0]是脚本的名称，后面的元素是传递给脚本的参数。import sys print(f"脚本名称: {sys.argv[0]}") print(f"命令行参数: {sys.argv[1:]}") # 例如，如果运行 `python my_script.py arg1 arg2 arg3` # 输出： # 脚本名称: my_script.py # 命令行参数: ['arg1', 'arg2', 'arg3']
2. 模块搜索路径：告诉 Python 去哪儿找模块！
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sys.path：模块搜索路径，Python 的寻宝图！sys.path是一个列表，包含了 Python 解释器搜索模块的路径。你可以修改sys.path来添加自定义的模块搜索路径。import sys print(f"模块搜索路径: {sys.path}") # 添加自定义模块搜索路径 sys.path.append('/path/to/my/modules') print(f"修改后的模块搜索路径: {sys.path}")
3. 标准输入输出：与用户互动！
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sys.stdin、sys.stdout和sys.stderr：标准输入、标准输出和标准错误，Python 的嘴巴和耳朵！sys.stdin用于读取标准输入，sys.stdout用于写入标准输出，sys.stderr用于写入标准错误。import sys # 从标准输入读取一行 line = sys.stdin.readline().strip() print(f"你输入的是: {line}") # 向标准输出写入 sys.stdout.write("Hello, world!n") # 向标准错误写入 sys.stderr.write("发生了错误！n")
4. 退出程序：优雅地谢幕！
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sys.exit()：退出程序，挥手告别！sys.exit()用于退出程序，可以指定退出状态码。import sys print("程序开始执行") # 退出程序，状态码为 0 (表示成功) sys.exit(0) print("这行代码不会被执行")
5. 其他常用函数：
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sys.platform：获取操作系统平台，你是谁？import sys platform = sys.platform print(f"操作系统平台: {platform}") # win32, linux2, darwin -
sys.version：获取 Python 版本信息，你是哪个版本？import sys version = sys.version print(f"Python 版本: {version}")
第三板斧：shutil 模块 – “文件操作，更上一层楼！”
shutil 模块提供了一系列高级的文件操作，比如复制文件、移动文件、删除目录树等等。可以看作是 os 模块的增强版。
1. 文件复制：复制粘贴，一键搞定！
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shutil.copy()：复制文件，原封不动！复制文件，保留权限等元数据。
import shutil # 创建一个文件 with open('source.txt', 'w') as f: f.write("This is the source file.") # 复制文件 shutil.copy('source.txt', 'destination.txt') print("文件 'source.txt' 复制到 'destination.txt' 成功") # 清理现场 os.remove('source.txt') os.remove('destination.txt') -
shutil.copy2()：复制文件，连时间戳也复制！复制文件，保留所有元数据，包括时间戳。
import shutil import time import os # 创建一个文件 with open('source.txt', 'w') as f: f.write("This is the source file.") #修改时间戳 os.utime('source.txt', (time.time(), time.time())) #模拟修改时间 # 复制文件 shutil.copy2('source.txt', 'destination.txt') print("文件 'source.txt' 复制到 'destination.txt' 成功 (包括时间戳)") # 清理现场 os.remove('source.txt') os.remove('destination.txt') -
shutil.copyfile()：复制文件内容，简单粗暴！只复制文件内容，不保留元数据。
import shutil # 创建一个文件 with open('source.txt', 'w') as f: f.write("This is the source file.") # 复制文件内容 shutil.copyfile('source.txt', 'destination.txt') print("文件 'source.txt' 的内容复制到 'destination.txt' 成功") # 清理现场 os.remove('source.txt') os.remove('destination.txt')
2. 文件移动：乾坤大挪移！
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shutil.move()：移动文件或目录，改名搬家！移动文件或目录到另一个位置，也可以用于重命名文件或目录。
import shutil import os # 创建一个文件 with open('source.txt', 'w') as f: f.write("This is the source file.") # 移动文件 shutil.move('source.txt', 'destination.txt') print("文件 'source.txt' 移动到 'destination.txt' 成功") # 重命名文件 shutil.move('destination.txt', 'new_name.txt') print("文件 'destination.txt' 重命名为 'new_name.txt' 成功") # 清理现场 os.remove('new_name.txt')
3. 目录操作：复制、删除、压缩，样样精通！
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shutil.copytree()：复制目录树，克隆大法！复制整个目录树，包括所有文件和子目录。
import shutil import os # 创建一个目录树 os.makedirs('source_directory/subdir') with open('source_directory/file1.txt', 'w') as f: f.write("File 1") with open('source_directory/subdir/file2.txt', 'w') as f: f.write("File 2") # 复制目录树 shutil.copytree('source_directory', 'destination_directory') print("目录树 'source_directory' 复制到 'destination_directory' 成功") # 清理现场 shutil.rmtree('source_directory') shutil.rmtree('destination_directory') -
shutil.rmtree()：删除目录树，斩草除根！递归删除整个目录树，包括所有文件和子目录。
import shutil import os # 创建一个目录树 os.makedirs('my_directory/subdir') with open('my_directory/file1.txt', 'w') as f: f.write("File 1") with open('my_directory/subdir/file2.txt', 'w') as f: f.write("File 2") # 删除目录树 shutil.rmtree('my_directory') print("目录树 'my_directory' 删除成功") -
shutil.make_archive()：压缩文件，打包带走！创建压缩文件，支持多种格式（zip, tar, gztar, bztar, xztar）。
import shutil import os # 创建一个目录树 os.makedirs('my_directory/subdir') with open('my_directory/file1.txt', 'w') as f: f.write("File 1") with open('my_directory/subdir/file2.txt', 'w') as f: f.write("File 2") # 压缩文件 shutil.make_archive('my_archive', 'zip', 'my_directory') print("目录 'my_directory' 压缩为 'my_archive.zip' 成功") # 清理现场 shutil.rmtree('my_directory') os.remove('my_archive.zip') -
shutil.unpack_archive()：解压缩文件，还原现场！解压缩文件。
import shutil import os # 创建一个目录树 os.makedirs('my_directory/subdir') with open('my_directory/file1.txt', 'w') as f: f.write("File 1") with open('my_directory/subdir/file2.txt', 'w') as f: f.write("File 2") # 压缩文件 shutil.make_archive('my_archive', 'zip', 'my_directory') # 解压缩文件 shutil.unpack_archive('my_archive.zip', 'extracted_directory') print("文件 'my_archive.zip' 解压缩到 'extracted_directory' 成功") # 清理现场 shutil.rmtree('extracted_directory') os.remove('my_archive.zip') shutil.rmtree('my_directory')
4. 其他常用函数：
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shutil.disk_usage()：查看磁盘空间，心里有数！获取磁盘使用情况。
import shutil total, used, free = shutil.disk_usage("/") #Linux #total, used, free = shutil.disk_usage("C:") #windows print(f"总空间: {total // (2**30)} GB") print(f"已用空间: {used // (2**30)} GB") print(f"可用空间: {free // (2**30)} GB")
总结：
os、sys 和 shutil 模块是Python与操作系统交互的三大利器。os 模块提供基本的操作系统功能，sys 模块提供对Python解释器的访问，shutil 模块提供高级的文件操作。掌握了这三个模块，你就可以编写出功能强大的Python脚本，自动化完成各种系统管理任务。
希望今天的分享对大家有所帮助！下次再见！