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Python 标准库之 os 模块

web 2025/6/19 23:05:21

Python 的 os 模块提供了与操作系统进行交互的功能，是 Python 标准库中最常用的模块之一。它允许开发者访问和操作文件系统、环境变量、进程管理等底层操作系统功能，使代码能够在不同平台上保持一致的行为。下面将介绍 os 模块的核心功能和常用方法：

一、文件和目录操作

os 模块提供了创建、删除、重命名文件和目录的功能：

python

import os# 目录操作
os.mkdir("new_dir")           # 创建单个目录
os.makedirs("a/b/c")          # 递归创建多级目录
os.rmdir("empty_dir")         # 删除空目录
os.removedirs("a/b/c")        # 递归删除空目录（如果a/b/c为空，则依次删除c、b、a）# 文件操作
os.remove("file.txt")         # 删除文件
os.rename("old.txt", "new.txt")  # 重命名文件# 路径操作
current_dir = os.getcwd()     # 获取当前工作目录
os.chdir("/path/to/dir")      # 切换工作目录
parent_dir = os.path.dirname(current_dir)  # 获取父目录# 检查路径是否存在或类型
exists = os.path.exists("/path/to/file")  # 判断路径是否存在
is_file = os.path.isfile("/path/to/file")  # 判断是否为文件
is_dir = os.path.isdir("/path/to/dir")    # 判断是否为目录

二、路径处理（`os.path` 子模块）

os.path 提供了跨平台的路径处理功能，避免手动拼接路径导致的错误：

python

import os# 路径拼接（自动处理分隔符）
path = os.path.join("dir", "subdir", "file.txt")  # 在Windows返回 "dir\\subdir\\file.txt"，在Linux返回 "dir/subdir/file.txt"# 提取路径组件
dirname = os.path.dirname(path)     # 返回 "dir/subdir"
basename = os.path.basename(path)   # 返回 "file.txt"
root, ext = os.path.splitext(path)  # 返回 ("dir/subdir/file", ".txt")# 绝对路径与相对路径
abs_path = os.path.abspath("file.txt")  # 返回文件的绝对路径
rel_path = os.path.relpath("/a/b/c", "/a")  # 返回 "b/c"# 检查文件修改时间
mtime = os.path.getmtime("file.txt")  # 返回最后修改时间（时间戳）

三、环境变量操作

通过 os.environ 可以访问和修改环境变量：

python

import os# 获取环境变量
home_dir = os.environ.get("HOME")  # 在Linux/macOS获取用户主目录
path = os.environ.get("PATH")      # 获取系统路径变量# 设置环境变量（仅在当前进程有效）
os.environ["MY_VAR"] = "my_value"  # 设置自定义环境变量

四、进程管理

os 模块提供了与进程相关的功能：

pytho

五、系统信息

获取操作系统相关信息：

python

import os# 获取操作系统类型
os_name = os.name          # 返回 'posix' (Linux/macOS) 或 'nt' (Windows)
platform = os.uname()      # 在UNIX系统返回系统信息元组# 其他系统功能
os.urandom(16)             # 生成16字节的加密安全随机数据

六、示例：递归遍历目录

结合 os.walk() 和 os.path 可以高效遍历目录树：

python

import osfor root, dirs, files in os.walk("."):  # 从当前目录开始递归遍历print(f"当前目录: {root}")print(f"子目录: {dirs}")print(f"文件: {files}")print("-" * 20)

七、注意事项

跨平台兼容性：部分功能（如 os.uname()）仅在特定系统上可用，使用前需检查 os.name。
权限问题：文件操作可能因权限不足而失败，需捕获 PermissionError。
路径分隔符：避免手动使用 / 或 \，而是用 os.path.join() 拼接路径。
推荐替代模块：
- 文件路径处理：使用 pathlib 模块（Python 3.4+）。
- 执行外部命令：使用 subprocess 模块替代 os.system()。