Python 編程如何輕松操控操作系統？這十個命令讓你事半功倍！
Python作為膠水語言，通過標準庫可以實現90%的系統級操作。掌握操作系統交互能力可帶來三重價值：
- 自動化批處理文件 (如日志分析)
- 構建跨平臺工具 (Windows/macOS/Linux通用)
- 實現系統級監(jiān)控 (進程/磁盤/網絡狀態(tài))
適用人群：掌握Python基礎語法 (變量/函數/異常處理) ，熟悉命令行基礎操作。
前置條件：Python 3.6+環(huán)境，建議安裝IPython增強交互體驗。
1. os模塊基礎命令
os模塊提供最底層的系統接口，適合簡單場景調用。
示例：獲取當前工作目錄
import os
print(os.getcwd()) # 輸出: /Users/username/projectsos.system() 可執(zhí)行系統命令，但存在安全風險
os.system("ls -l") # macOS/Linux
os.system("dir") # Windows注意：system()會啟動新shell進程，無法捕獲輸出流
2. subprocess高級調用
subprocess模塊提供更安全的進程控制，推薦替代system()
標準版：執(zhí)行ping命令
import subprocess
result = subprocess.run(["ping", "-c", "4", "baidu.com"], capture_output=True, text=True)
print(result.stdout) # 輸出ICMP響應優(yōu)化版：添加超時控制和異常處理
try:
result = subprocess.run(
["ping", "-c", "4", "baidu.com"],
timeout=10,
check=True,
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.PIPE,
text=True
)
except subprocess.CalledProcessError as e:
print(f"錯誤: {e.stderr}")參數說明：timeout單位為秒 (建議1-30秒) ，check=True自動拋出非0返回碼。
3. 文件系統操作
os.path模塊處理路徑相關操作 (推薦升級到pathlib**)。
示例：跨平臺路徑拼接
import os
path = os.path.join("home", "user", "data.txt")
print(path) # 輸出: home\user\data.txt (Windows) 或 home/user/data.txt (Linux)優(yōu)化版：Pathlib對象化操作 (Python 3.4+)
from pathlib import Path
p = Path("data") / "files" / "test.txt"
print(p.resolve()) # 返回絕對路徑4. 環(huán)境變量管理
os.environ可讀寫環(huán)境變量，注意作用域限制。
示例：獲取Python路徑
import os
print(os.environ.get("PATH")) # 輸出系統PATH變量警告：修改environ不會影響父進程環(huán)境
5. 進程與線程控制
multiprocessing模塊實現多進程 (CPU密集型任務)。
示例：創(chuàng)建子進程
from multiprocessing import Process
def task(name):
print(f"運行中: {name}")
p = Process(target=task, args=("worker",))
p.start()
p.join()參數說明：join()阻塞主進程等待子進程完成
6. 信號處理 (Linux/macOS)
signal模塊處理操作系統信號，常用于優(yōu)雅退出。
示例：捕獲中斷信號
import signal
import time
def handler(signum, frame):
print("收到中斷信號")
exit(0)
signal.signal(signal.SIGINT, handler)
while True:
time.sleep(1)注意：Windows系統不支持所有信號類型
7. 權限管理
**os.chmod()**修改文件權限 (Linux/macOS)。
示例：設置可執(zhí)行權限
import os
os.chmod("script.sh", 0o755) # 755權限位參數范圍：權限值0-0o777，建議使用八進制表示
8. 日志記錄
logging模塊替代print調試，支持文件輸出。
示例：基本配置
import logging
logging.basicConfig(filename='app.log', level=logging.INFO)
logging.info("系統啟動") # 寫入日志文件建議：生產環(huán)境使用RotatingFileHandler管理日志大小。
9. 系統信息查詢
psutil模塊 (需安裝) 獲取系統狀態(tài)。
示例：監(jiān)控內存使用
pip install psutilimport psutil
mem = psutil.virtual_memory()
print(f"可用內存: {mem.available / 1024**3:.2f}GB")版本要求:psutil 5.8.0+ 支持Python 3.10。
10. 跨平臺兼容方案
platform模塊檢測操作系統類型。
示例：條件執(zhí)行代碼
import platform
if platform.system() == "Windows":
print("運行于Windows系統")
elif platform.system() == "Darwin":
print("運行于macOS系統")擴展資源
- 官方文檔：Python OS模塊
- 高階教程：Real Python操作系統交互指南
- 工具推薦：Glances (Python系統監(jiān)控工具)
實戰(zhàn)案例
需求：批量重命名目錄下所有.txt文件
import os
from pathlib import Path
def batch_rename(directory):
p = Path(directory)
for i, file in enumerate(p.glob("*.txt")):
new_name = f"file_{i+1:03d}.txt"
file.rename(file.parent / new_name)
batch_rename("/path/to/texts")分析：
- 使用Pathlib簡化路徑操作
- 采用零填充編號保證排序一致性
- glob()方法安全過濾文件類型
- parent屬性保留原目錄結構
該腳本可在不同操作系統直接運行，體現了Python跨平臺特性的優(yōu)勢。
