Python文件目录操作的重要性

在编程中，文件和目录操作是日常任务的核心部分。无论是数据清洗、日志处理还是自动化脚本，Python提供了强大而灵活的工具来管理文件系统。本教程将深入探讨Python中用于文件和目录操作的核心模块和方法。

关键要点： Python主要通过两个模块处理文件和目录操作：os模块用于基本操作，shutil模块用于高级文件操作。

核心模块介绍

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os模块

提供与操作系统交互的功能，包括文件/目录的创建、删除、重命名、路径操作等基础功能。

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shutil模块

提供高级文件操作功能，包括文件/目录的复制、移动、归档（压缩/解压）等。

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pathlib模块

Python 3.4+引入的面向对象的路径操作方式，提供更直观的路径操作方法。

目录操作常用方法

1. 创建目录

Python提供多种创建目录的方法：

# 导入os模块
import os

# 创建单个目录
os.mkdir("new_directory")

# 创建多级目录（如果父目录不存在会自动创建）
os.makedirs("parent/child/grandchild", exist_ok=True)

# 使用pathlib创建目录（Python 3.5+）
from pathlib import Path
Path("another_directory").mkdir(parents=True, exist_ok=True)

2. 删除目录

删除目录时需注意权限和目录状态：

# 删除空目录
os.rmdir("empty_directory")

# 删除目录及其所有内容（使用shutil）
import shutil
shutil.rmtree("directory_with_content")

# 安全删除（检查目录是否存在）
if os.path.exists("old_directory"):
    shutil.rmtree("old_directory")

3. 目录遍历与文件搜索

遍历目录是文件处理中的常见任务：

# 列出目录内容
files = os.listdir("my_directory")
print(files) # 输出文件和目录列表

# 递归遍历目录（使用os.walk）
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glob模式匹配文件
import glob
python_files = glob.glob("src/**/*.py", recursive=True)

文件操作常用方法

1. 文件创建与读写

# 创建并写入文件
with open("new_file.txt", "w") as f:
    f.write("Hello, Python File Operations!")

# 读取文件内容
with open("new_file.txt", "r") as f:
    content = f.read()
    print(content)

# 追加内容到文件
with open("new_file.txt", "a") as f:
    f.write("\nAppending more text!")

2. 文件复制与移动

# 复制文件（使用shutil）
shutil.copy("source.txt", "destination.txt")

# 复制文件并保留元数据
shutil.copy2("source.txt", "backup/source.txt")

# 移动/重命名文件
shutil.move("old_name.txt", "new_name.txt")
os.rename("old_file.txt", "new_file.txt")

3. 文件信息与权限

# 获取文件信息
file_stats = os.stat("important_document.pdf")
print(f"大小: {file_stats.st_size} bytes")
print(f"修改时间: {file_stats.st_mtime}")

# 修改文件权限
os.chmod("script.py", 0o755) # 设置为可执行

# 检查路径类型
print(os.path.isfile("data.csv")) # True
print(os.path.isdir("reports")) # True
print(os.path.exists("missing.txt")) # False

综合应用示例

项目目录清理脚本

以下脚本清理项目目录中的临时文件，并归档日志文件：

import os
import shutil
from datetime import datetime

# 清理临时文件
for root, dirs, files in os.walk("project"):
    for file in files:
        if file.endswith(".tmp") or file.endswith(".temp"):
            os.remove(os.path.join(root, file))

# 归档旧日志文件
archive_dir = "logs/archive"
os.makedirs(archive_dir, exist_ok=True)

# 移动30天前的日志文件
for log_file in os.listdir("logs"):
    if log_file.endswith(".log"):
        file_path = os.path.join("logs", log_file)
        file_age = datetime.now() - datetime.fromtimestamp(os.path.getmtime(file_path))
        if file_age.days > 30:
            shutil.move(file_path, os.path.join(archive_dir, log_file))

print("项目清理和归档完成！")

最佳实践与注意事项

  • 总是使用with语句处理文件，确保资源正确释放
  • 操作前检查文件/目录是否存在（os.path.exists）
  • 处理路径时使用os.path.join保证跨平台兼容性
  • 删除操作前进行二次确认，特别是使用shutil.rmtree
  • 处理用户输入路径时，防范路径遍历攻击
  • 考虑使用pathlib获得更面向对象的路径操作体验
安全提示： 当处理用户提供的文件路径时，务必进行验证和清理，防止路径遍历攻击（如../../../etc/passwd）。