Python常用标准库之os模块功能

目录

• 系统相关
• 文件和目录操作
• 执行命令

模块导入方式： import os

os模块是Python标准库中的一个用于访问操作系统相关功能的模块，os模块提供了一种可移植的使用操作系统功能的方法。使用os模块中提供的接口，可以实现跨平台访问。但是，并不是所有的os模块中的接口在全平台都通用，有些接口的实现是依赖特定平台的，比如linux相关的文件权限管理和进程管理。

os模块的主要功能：系统相关、目录及文件操作、执行命令和管理进程

Ps：其中的进程管理功能主要是Linux相关的，此处不做讨论。

在使用os模块的时候，如果出现了问题，会抛出OSError异常，表明无效的路径名或文件名，或者路径名(文件名)无法访问，或者当前操作系统不支持该操作。

>>> import os
>>> os.chdir("d:\11")
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
    os.chdir("d:\11")
OSError: [WinError 123] 文件名、目录名或卷标语法不正确。: 'd:\t'

系统相关

os模块提供了一些操作系统相关的变量，可以在跨平台的时候提供支持，便于编写移植性高，可用性好的代码。所以在涉及操作系统相关的操作时，请尽量使用本模块提供的方法，而不要使用当前平台特定的用法或格式，否则一旦移植到其他平台，可能会造成难以解决的困扰。

下面列举os模块中常用的方法和变量，及其用途解释。

os.name  #查看当前操作系统的名称。windows平台下返回‘nt'，Linux则返回‘posix'。
os.environ  #获取系统环境变量
os.sep  #当前平台的路径分隔符。在windows下，为‘\'，在POSIX系统中，为‘/'。
os.altsep  #可替代的路径分隔符，在Windows中为‘/'。
os.extsep   #文件名和文件扩展名之间分隔的符号，在Windows下为‘.'。
os.pathsep  #PATH环境变量中的分隔符，在POSIX系统中为‘:'，在Windows中为‘;'。
os.linesep  #行结束符。在不同的系统中行尾的结束符是不同的，例如在Windows下为‘\r\n'。
os.devnull  #在不同的系统上null设备的路径，在Windows下为‘nul'，在POSIX下为‘/dev/null'。
os.defpath  #当使用exec函数族的时候，如果没有指定PATH环境变量，则默认会查找os.defpath中的值作为子进程PATH的值。

示例：

>>> import os
>>> os.name
'nt'
>>> os.environ
environ({'ALLUSERSPROFILE': 'C:\\ProgramData', 'APPDATA': 'C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Roaming', 'ASL.LOG': 'Destination=file', ......
>>> os.sep
'\\'
>>> os.altsep
'/'
>>> os.extsep
'.'
>>> os.pathsep
';'
>>> os.linesep
'\r\n'
>>> os.devnull
'nul'
>>> os.defpath
'.;C:\\bin'

文件和目录操作

os模块中包含了一系列文件操作相关的函数，其中有一部分是Linux平台专用方法。Linux是用C写的，底层的libc库和系统调用的接口都是C API，Python的os模块中包括了对这些接口的Python实现，通过Python的os模块，可以调用Linux系统的一些底层功能，进行系统编程。关于Linux的相关方法，内容较为复杂，可根据需要自行查阅官方文档，这里只介绍一些常用的，各平台通用的方法。

os.getcwd() #获取当前工作目录，即当前python脚本工作的目录路径
os.chdir("dirname") #改变当前脚本工作目录；相当于shell下cd
os.curdir   #返回当前目录: ('.')
os.pardir   #获取当前目录的父目录字符串名：('..')
os.makedirs('dir1/dir2')    #可生成多层递归目录
os.removedirs(‘dirname1')   #递归删除空目录（要小心）
os.mkdir('dirname') #生成单级目录
os.rmdir('dirname') #删除单级空目录，若目录不为空则无法删除并报错
os.listdir('dirname')   #列出指定目录下的所有文件和子目录，包括隐藏文件
os.remove('filename')   #删除一个文件
os.rename("oldname","new")  #重命名文件/目录
os.stat('path/filename')    #获取文件/目录信息
os.path.abspath(path)   #返回path规范化的绝对路径
os.path.split(path) #将path分割成目录和文件名二元组返回
os.path.dirname(path)   #返回path的目录。其实就是os.path.split(path)的第一个元素
os.path.basename(path)  #返回path最后的文件名。如果path以／或\结尾，那么就会返回空值。
os.path.exists(path或者file)  #如果path存在，返回True；如果path不存在，返回False
os.path.isabs(path) #如果path是绝对路径，返回True
os.path.isfile(path)    #如果path是一个存在的文件，返回True。否则返回False
os.path.isdir(path) #如果path是一个存在的目录，则返回True。否则返回False
os.path.join(path1[, path2[, ...]]) #将多个路径组合后返回，第一个绝对路径之前的参数将被忽略
os.path.getatime(path)  #返回path所指向的文件或者目录的最后存取时间
os.path.getmtime(path)  #返回path所指向的文件或者目录的最后修改时间
os.path.getsize(filename)   #返回文件包含的字符数量

在Python中，使用windows的文件路径时一定要小心，比如你要引用d盘下的1.txt文件，那么路径要以字符串的形式写成'd:\1.txt'或者r'd:\1.txt。前面的方式是使用windwos的双斜杠作为路径分隔符，后者是使用原生字符串的形式，以r开始的字符串都被认为是原始字符串，表示字符串里所有的特殊符号都以本色出演，不进行转义，此时可以使用普通windows下的路径表示方式。这两种方法使用哪种都可以，但不可混用。
一些简单使用的例子：

>>> os.getcwd()
'C:\\Python36'
>>> os.chdir("d:")
>>> os.getcwd()
'D:\\'
>>> os.curdir
'.'
>>> os.pardir
'..'
>>> os.makedirs("1\\2")
>>> os.removedirs("1\\2")
>>> os.listdir()
['$360Section', '$RECYCLE.BIN', '1.txt', 'MobileFile', 'pymysql_test.py', 'System Volume Information', '用户目录']
>>> os.mkdir("1")
>>> os.listdir()
['$360Section', '$RECYCLE.BIN', '1', '1.txt', 'MobileFile', 'pymysql_test.py', 'System Volume Information', '用户目录']
>>> os.rmdir("1")
>>> os.rename('1.txt','2.txt')
>>> os.listdir()
['$360Section', '$RECYCLE.BIN', '2.txt', 'MobileFile', 'pymysql_test.py', 'System Volume Information', '用户目录']
>>> os.remove('1.txt')
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#22>", line 1, in <module>
    os.remove('1.txt')
FileNotFoundError: [WinError 2] 系统找不到指定的文件。: '1.txt'
>>> os.remove('2.txt')
>>> os.stat()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#24>", line 1, in <module>
    os.stat()
TypeError: Required argument 'path' (pos 1) not found
>>> os.stat(os.getcwd())
os.stat_result(st_mode=16895, st_ino=1407374883553285, st_dev=2431137650, st_nlink=1, st_uid=0, st_gid=0, st_size=32768, st_atime=1505824872, st_mtime=1505824872, st_ctime=1445187376)

更多操作：

>>> import os
>>> os.chdir("d:")
>>> os.getcwd()
'D:\\'
>>> os.mkdir('test')
>>> os.listdir()
['$360Section', '$RECYCLE.BIN', 'MobileFile', 'pymysql_test.py', 'System Volume Information', 'test', '用户目录']
>>> os.chdir('test')
>>> os.getcwd()
'D:\\test'
>>> os.path.abspath(os.getcwd())
'D:\\test'
>>> os.path.split(os.getcwd())
('D:\\', 'test')
>>> cp = os.getcwd()
>>> os.path.dirname(cp)
'D:\\'
>>> os.path.basename(cp)
'test'
>>> os.path.exists(cp)
True
>>> os.path.exists("d:\\123\123")
False
>>> os.path.isabs(cp)
True
>>> os.path.isabs("11\\1.py")
False
>>> os.path.isfile(cp)
False
>>> os.path.isfile("d:\\1.txt")
False
>>> os.path.isdir(cp)
True
>>> os.path.join(cp, "test.py")
'D:\\test\\test.py'
>>> os.path.getatime(cp)
1505825113.4970243
>>> os.path.getmtime(cp)
1505825113.4970243
>>> os.path.getsize(cp)
0

执行命令

在早期的Python版本中，通常使用os模块的system或者popen等方法执行操作系统的命令。但是，最近Python官方逐渐弃用了这些命令，而是改用内置的subprocess模块执行操作系统相关命令。
os.system(command)

运行操作系统命令，直接显示结果。但返回值是0或-1，不能获得显示在屏幕上的数据。 command是要执行的命令字符串。

我们尝试在linux下使用ipython交互式界面运行一下：

In [1]: import os

In [2]: ret = os.system("ifconfig")
lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 1500
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0xfe<compat,link,site,host>
        loop  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

wifi0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.124.49.169  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.124.49.255
        inet6 fe80::d88f:91a9:4239:5e44  prefixlen 64  scopeid 0xfd<compat,link,site,host>
        ether 28:16:a8:59:32:4f  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
In [3]: ret
Out[3]: 0

os.popen(command, [mode, [bufsize]])

开启一个子进程执行command参数指定的命令，在父进程和子进程之间建立一个管道pipe，用于在父子进程间通信。该方法返回一个文件对象，可以对这个文件对象进行读或写，取决于参数mode，如果mode指定了只读，那么只能对文件对象进行读，如果mode参数指定了只写，那么只能对文件对象进行写操作。

简而言之，popen也可以运行操作系统命令，并通过read()方法将命令的结果返回，不像system只能看不能存，这个能存！

>>> os.popen('ifconfig')
<os._wrap_close object at 0x7ffe44aef2e8>
>>> ret = os.popen('ifconfig')
>>> ret.read()
'lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 1500\n        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0\n        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0xfe<compat,link,site,host>\n        loop  (Local Loopback)\n        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)\n        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0\n        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)\n        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0\n\nwifi0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500\n        inet 10.124.49.169  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.124.49.255\n        inet6 fe80::d88f:91a9:4239:5e44  prefixlen 64  scopeid 0xfd<compat,link,site,host>\n        ether 28:16:a8:59:32:4f  (Ethernet)\n        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)\n        RX errors 0  dropped
0  overruns 0  frame 0\n        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)\n        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0\n\n'

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