大家好！今天我們要聊的是Python中的操作系統模塊——os。這個模塊提供了很多有用的函數，幫助我們更好地與操作系統交互。無論是文件操作還是進程管理，os模塊都能提供強大的支持。本文將帶你一步步了解并掌握14個常用的os模塊API。

1.os.name

首先，讓我們看看os.name。這個屬性會返回當前運行Python腳本的操作系統名稱。這對于編寫跨平臺的代碼非常有用，因為你可以通過它來判斷用戶正在使用哪種操作系統。

代碼示例：

import os

print("當前操作系統名稱:", os.name)

輸出：如果你在Windows上運行這段代碼，輸出將是 "nt"；而在Linux或Mac OS上則是 "posix"。

2.os.getcwd()

接下來是os.getcwd()，它用來獲取當前工作目錄的路徑。這對于處理文件路徑特別有幫助。

代碼示例：

import os

print("當前工作目錄:", os.getcwd())

輸出：例如，假設你的腳本位于C:\Users\YourName\Documents目錄下，那么輸出將會是這個路徑。

3.os.chdir(path)

os.chdir(path)可以改變當前的工作目錄到指定路徑。這對于需要在不同目錄間切換的腳本來說非常實用。

代碼示例：

import os

# 改變到新的工作目錄
os.chdir('C:\\temp')
print("新工作目錄:", os.getcwd())

輸出：如果C:\temp存在，那么輸出就是該路徑。

4.os.listdir(path='.')

os.listdir(path='.')返回指定目錄下的所有文件和目錄名。默認參數'.'表示當前目錄。

代碼示例：

import os

files = os.listdir('.')
for f in files:
    print(f)

輸出：這會列出當前目錄下的所有文件和子目錄。

5.os.mkdir(path)

os.mkdir(path)用于創建一個新目錄。這是一個非常基礎但重要的功能。

代碼示例：

import os

# 創建新目錄
os.mkdir('new_directory')
print("新目錄已創建")

輸出：你會看到命令行提示“新目錄已創建”，同時在你的工作目錄中會出現一個名為new_directory的新目錄。

6.os.makedirs(path)

os.makedirs(path)類似于os.mkdir()，但它可以創建多級目錄。

代碼示例：

import os

# 創建多級目錄
os.makedirs('parent/child/subchild')
print("多級目錄已創建")

輸出：即使parent和child不存在，上述代碼也會創建完整的路徑。

7.os.rmdir(path)

os.rmdir(path)用來刪除空目錄。記住，只有當目錄為空時，這個函數才能成功執行。

代碼示例：

import os

# 刪除空目錄
os.rmdir('new_directory')
print("目錄已刪除")

輸出：如果new_directory是空的，那么它會被刪除，并打印出相應的信息。

8.os.remove(path)

os.remove(path)用于刪除指定路徑下的文件。這是一個危險的操作，請務必小心使用！

代碼示例：

import os

# 刪除文件
os.remove('test.txt')
print("文件已刪除")

輸出：如果test.txt存在，那么它會被刪除，并顯示刪除成功的信息。

9.os.path.exists(path)

os.path.exists(path) 用于檢查指定路徑是否存在。這是非常常用的一個功能，特別是在處理文件和目錄時。

代碼示例：

import os

path = 'example.txt'
if os.path.exists(path):
    print(f"{path} 存在")
else:
    print(f"{path} 不存在")

輸出：如果 example.txt 文件存在，則輸出 “example.txt 存在”；否則輸出 “example.txt 不存在”。

10.os.path.isdir(path)

os.path.isdir(path) 用于檢查指定路徑是否為目錄。這在處理文件系統時非常有用。

代碼示例：

import os

path = 'example_directory'
if os.path.isdir(path):
    print(f"{path} 是目錄")
else:
    print(f"{path} 不是目錄")

輸出：如果 example_directory 存在并且是一個目錄，則輸出 “example_directory 是目錄”；否則輸出 “example_directory 不是目錄”。

11.os.path.isfile(path)

os.path.isfile(path) 用于檢查指定路徑是否為文件。與 os.path.isdir() 類似，這也是一個非常基礎且常用的功能。

代碼示例：

import os

path = 'example.txt'
if os.path.isfile(path):
    print(f"{path} 是文件")
else:
    print(f"{path} 不是文件")

輸出：如果 example.txt 存在并且是一個文件，則輸出 “example.txt 是文件”；否則輸出 “example.txt 不是文件”。

12.os.path.getsize(path)

os.path.getsize(path) 返回指定文件的大小（以字節為單位）。這對于獲取文件占用的空間非常有用。

代碼示例：

import os

path = 'example.txt'
if os.path.isfile(path):
    size = os.path.getsize(path)
    print(f"{path} 的大小為 {size} 字節")
else:
    print(f"{path} 不存在或不是文件")

輸出：如果 example.txt 存在并且是一個文件，則輸出其大小；否則輸出相應的錯誤信息。

13.os.rename(src, dst)

os.rename(src, dst) 用于重命名文件或移動文件/目錄。這是一個非常實用的功能，尤其是在處理大量文件時。

代碼示例：

import os

src = 'old_name.txt'
dst = 'new_name.txt'

if os.path.exists(src):
    os.rename(src, dst)
    print(f"{src} 已重命名為 {dst}")
else:
    print(f"{src} 不存在")

輸出：如果 old_name.txt 存在，則將其重命名為 new_name.txt 并輸出相關信息；否則輸出錯誤信息。

14.os.walk(top, topdown=True, onerror=None, followlinks=False)

os.walk(top, topdown=True, onerror=None, followlinks=False) 是一個非常強大的函數，用于遍歷目錄樹。它可以生成目錄樹中的文件名，在目錄樹中遞歸地進行遍歷。

代碼示例：

import os

top = 'example_directory'
for root, dirs, files in os.walk(top):
    print(f"目錄: {root}")
    for dir in dirs:
        print(f"  子目錄: {os.path.join(root, dir)}")
    for file in files:
        print(f"  文件: {os.path.join(root, file)}")

輸出：這段代碼會遍歷 example_directory 及其子目錄，并打印出所有的子目錄和文件路徑。

實戰案例：備份文件夾

現在，讓我們通過一個實際的場景來綜合運用這些API。假設你需要備份某個目錄及其所有子目錄和文件。我們可以使用 os 模塊來實現這個功能。

代碼示例：

import os
import shutil

def backup_directory(source_dir, backup_dir):
    if not os.path.exists(backup_dir):
        os.makedirs(backup_dir)

    for root, dirs, files in os.walk(source_dir):
        relative_path = os.path.relpath(root, source_dir)
        target_path = os.path.join(backup_dir, relative_path)
        
        if not os.path.exists(target_path):
            os.makedirs(target_path)

        for file in files:
            source_file = os.path.join(root, file)
            backup_file = os.path.join(target_path, file)
            shutil.copy2(source_file, backup_file)

source_directory = 'example_directory'
backup_directory = 'backup_directory'

backup_directory(source_directory, backup_directory)
print(f"{source_directory} 已備份到 {backup_directory}")

輸出：這段代碼會將 example_directory 及其所有子目錄和文件備份到 backup_directory 中，并輸出相應的信息。

總結

本文詳細介紹了os模塊中的14個常用API，包括了文件和目錄的基本操作、路徑檢查以及目錄樹的遍歷等功能。通過這些API，我們可以更方便地處理各種文件系統相關的任務。希望這些知識能夠幫助你更加高效地使用Python進行開發。