Python学习笔记18：进阶篇(七)常见标准库使用之OS模块

前言

入门到进阶的知识点基本都学习了，可能有一些遗漏的请谅解，不过只要坚持学习下去，在后面的学习中进行查缺补漏。

根据Python crash course书中的进度，要准备开始写小项目了。在这之前，我看了Python的官方教程，里面有很多标准库的介绍和学习，想了想这些也记录一下。

教程中大概包含20个模块，不会一次讲完，留下消化吸收的时间。

这里贴一下教程地址：https://docs.python.org/zh-cn/3/tutorial/stdlib.html

操作系统接口

os模块是Python标准库中的一个核心模块，它提供了大量与操作系统交互的功能。

文件和目录操作

  • 创建、删除、重命名:
    • os.mkdir()：创建目录。
    • os.rmdir()：删除空目录。
    • os.rename()：重命名文件或目录。
import os# 创建目录
new_dir = "test_directory"
os.mkdir(new_dir)
print(f"Directory '{new_dir}' created.")# 删除目录
os.rmdir(new_dir)
print(f"Directory '{new_dir}' removed.")

在这里插入图片描述

目录就已经创建成功了，注意一下之前讲过的相对路径和绝对路径。
接下来我们改一下目录的名字。

# 新目录名
new_dir_name = "new_directory"# 使用os.rename()函数重命名目录
try:os.rename("test_directory", new_dir_name)print(f"Directory 'test_directory' has been renamed to '{new_dir_name}'.")
except OSError as e:print(f"Error: {e.strerror}")

在这里插入图片描述
这里我们使用了之前学了异常处理，当你指定的旧目录不存在是会，会抛出错误信息，这里我们提前捕获处理。不信的话你可以试试哦。

最后我们把这个目录删除掉。

# 删除目录
os.rmdir("new_directory")
print(f"Directory 'new_directory' removed.")

在这里插入图片描述
通过对比，我们很明显的发现先创建，再修改的目录已经被删除掉了

由于贴图占位置过多，后续的有些示例我多个示例贴一个图，或者不贴图只贴出示例代码。

示例代码可以拿去执行试试，但是我建议自己写。

  • 获取文件属性:
    • os.stat()：获取文件或目录的状态信息，如大小、修改时间。
print(os.stat("part_one.py"))

在这里插入图片描述
大家可以看到，输出了一堆东西，我简单介绍一下，有兴趣的可以自行深入了解。

  1. st_mode: 文件的模式，包括文件类型（如普通文件、目录、符号链接等）和权限位。是一个包含文件类型和权限位的比特掩码
  2. st_ino: 文件的inode编号（Unix-like系统）。在Windows系统中，这个值可能没有意义。
  3. st_dev: 文件所在设备的ID。
  4. st_nlink: 文件的硬链接数。
  5. st_uid: 文件所有者的用户ID。
  6. st_gid: 文件所属组的组ID。
  7. st_size: 文件的大小（以字节为单位）。
  8. st_atime: 上次访问时间（时间戳，单位通常是秒）。
  9. st_mtime: 上次修改时间（时间戳，单位通常是秒）。
  10. st_ctime: 上次状态改变时间（如权限或所有权变更的时间，时间戳，单位通常是秒）。在某些系统上，这也可以表示文件的创建时间。
  • 权限与所有权管理:
    • os.chmod()：改变文件权限。
    • os.chown()：改变文件的所有者和组。

了解一下就行。
在操作文件权限和所有权前，我们一般需要通过os.stat()函数获取文件的信息。就比如我们的part_one.py文件。

文件类型
S_IFDIR: 目录。如果st_mode的最高位（第12位）为1，则表示这是一个目录。
S_IFREG: 普通文件。如果最高位为0，并且接下来的位（第11位）为1，则表示这是一个常规文件。
S_IFLNK: 符号链接。如果第10位为1，则表示这是一个软链接（符号链接）。
S_IFCHR: 字符设备文件。如果第6位为1，第3位至第5位不全为0，则表示字符设备。
S_IFBLK: 块设备文件。如果第6位为1，第3位至第5位全为0，则表示块设备。
S_IFIFO: FIFO（命名管道）。如果第0位为1，则表示这是一个FIFO。
权限位
权限位分为三组，分别代表文件所有者、所属组和其他用户的权限。
每组三位，分别代表读、写、执行权限：
读权限 (4):如果位设置，则有读权限。
写权限 (2): 如果位设置，则有写权限。
执行权限 (1): 如果位设置，则有执行权限。
例如，一个典型的可执行文件权限可能是755，这意味着： 所有者有读、写、执行权限（4+2+1=7），所属组和其他用户只有读和执行权限（4+1=5）

路径操作

  • 工作目录操作:

    • os.chdir(path)：改变当前工作目录。
    • os.getcwd()：获取当前工作目录。
    • os.makedirs()：创建多级目录。
    • os.rmdir()：删除空目录。

  • 目录内容列出:

    • os.listdir(path=None)：列出指定目录下的文件和目录名。

  • 拼接与规范化:

    • os.path.join()：连接路径名。
    • os.path.abspath()：返回规范化的绝对路径。

  • 存在性检查:

    • os.path.exists()：检查路径是否存在。
    • os.path.isfile()：检查是否为文件。
    • os.path.isdir()：检查是否为目录。

  • 路径分解:

    • os.path.split()：分割路径为目录和文件名。
    • os.path.dirname()：获取路径中的目录部分。
    • os.path.basename()：获取路径中的文件名部分。
# 当前目录
current_directory = os.getcwd()
print(f"当前工作目录: {current_directory}")
# 更改目录
new_path = "E:/python_project/learn_base/x/day6"  # 更改为实际的目录路径
os.chdir(new_path)
print(f"已切换到目录: {os.getcwd()}")
# 创建多级目录
new_dir_path = "E:/python_project/learn_base/x/day7/os"
os.makedirs(new_dir_path, exist_ok=True)  # exist_ok=True 避免在目录已存在时抛出异常
print(f"目录已创建: {new_dir_path}")
# 删除空的目录
dir_to_remove = "E:/python_project/learn_base/x/day7/os"
os.rmdir(dir_to_remove)  # 确保目录为空
print(f"目录已删除: {dir_to_remove}")
# 拼接路径
path_parts = ("home", "user", "documents")
combined_path = os.path.join(*path_parts)
print(f"合并后的路径: {combined_path}")
# 绝对路径
relative_path = "./part_one.py"
absolute_path = os.path.abspath(relative_path)
print(f"绝对路径: {absolute_path}")
# 分割文件名和目录名
full_path = "/home/user/documents/example.txt"
dir_name, file_name = os.path.split(full_path)
print(f"目录部分: {dir_name}, 文件名部分: {file_name}")
# 文件名
full_path = "E:/python_project/learn_base/x/day7/part_one.py"
base_name = os.path.basename(full_path)
print(f"基本文件名: {base_name}")
# 目录路径
directory = os.path.dirname(full_path)
print(f"目录部分: {directory}")
# 检查是否存在
path_to_check = "E:/python_project/learn_base/x/day7/part_one.py"
if os.path.exists(path_to_check):print("路径存在")
else:print("路径不存在")
# 检查是否文件
file_path = "/path/to/some/file.txt"
if os.path.isfile(file_path):print("这是一个文件")
else:print("这不是一个文件或路径不存在")
# 检查是否目录
dir_path = ":/python_project/learn_base/x/day7"
if os.path.isdir(dir_path):print("这是一个目录")
else:print("这不是一个目录或路径不存在")

在这里插入图片描述

环境变量管理

  • 读取与设置:
    • os.environ.get(key[, default])：获取环境变量值。
    • os.environ['environ_name'] = 'environ_value'：设置一个新的环境变量。
    • del：设置默认环境变量值。
    • os.environ.setdefault(key, value)：设置默认环境变量值。
# 读取PATH环境变量
path_var = os.environ.get('PATH')
print(f"PATH环境变量的值: {path_var}")
# 设置一个新的环境变量
os.environ['MY_VARIABLE'] = 'Hello, World!'
print(f"新设置的环境变量 MY_VARIABLE: {os.environ['MY_VARIABLE']}")
# 假设之前设置了环境变量MY_VARIABLE
if 'MY_VARIABLE' in os.environ:del os.environ['MY_VARIABLE']if 'MY_VARIABLE' not in os.environ:print("环境变量 MY_VARIABLE 已被删除")else:print("删除环境变量 MY_VARIABLE 失败")
else:print("环境变量 MY_VARIABLE 不存在")
# 尝试获取名为 'MY_APP_SETTING' 的环境变量，如果不存在，则设置默认值为 'default_value'
my_setting = os.environ.setdefault('MY_APP_SETTING', 'default_value')
print(f"环境变量 'MY_APP_SETTING' 的值为: {my_setting}")

在这里插入图片描述

操作系统信息

  • 系统类型:

    • os.name：表示当前平台类型（如’posix’、‘nt’）。

  • 详细系统信息（Unix-like系统）:

    • os.uname()：提供系统信息，如内核名称、主机名等。注意Windows无法执行这个函数。

另外关于对操作系统的操作模块，更推荐使用platform。

# 输出可能是 'posix'（代表类Unix系统，包括Mac和Linux）或 'nt'（代表Windows系统）
os_type = os.name
print(f"操作系统类型: {os_type}")

在这里插入图片描述

结尾

通过os模块，我们能够轻松地进行文件系统操作、系统管理任务及实现与操作系统紧密结合的应用程序。重在记住有哪些功能，常用函数的参数，返回值等信息。

作业

  1. 根据本篇文章示例函数在自己本机上编写代码并执行。
  2. 了解platform模块的功能。

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