Question

文件有两个关键属性：“文件名”（通常写成一个单词）和“路径”。路径指明了文件在计算机上的位置。例如，我的 Windows 7 笔记本上有一个文件名为projects.docx，它的路径在C:\Users\asweigart\Documents。文件名中，最后一个句点之后的部分称为文件的“扩展名”，它指出了文件的类型。project.docx是一个Word文档，Users、asweigart和Documents都是指“文件夹”（也成为目录）。文件夹可以包含文件和其他文件夹。例如，project.docx在Documents文件夹中，该文件夹又在asweigart文件夹中，asweigart文件夹又在Users文件夹中。图8-1展示了这个文件夹的组织结构。

路径中的C:\部分是“根文件夹”，它包含了所有其他文件夹。在Windows中，根文件夹名为C:\，也称为C：盘。在OS X和Linux中，根文件夹是/。在本书中，我使用Windows风格的根文件夹，C:\。如果你在OS X或Linux上输入交互式环境的例子，请用/代替。

图8-1 在文件夹层次结构中的一个文件

附加卷，诸如DVD驱动器或USB闪存驱动器，在不同的操作系统上显示也不同。在Windows上，它们表示为新的、带字符的根驱动器。诸如D:\或E:\。在OS X上，它们表示为新的文件夹，在/Volumes文件夹下。在Linux上，它们表示为新的文件夹，在/mnt（"mount"）文件夹下。同时也要注意，虽然文件夹名称和文件名在Windows和OS X上是不区分大小写的，但在Linux上是区分大小写的。

8.1.1 Windows上的倒斜杠以及OS X和Linux上的正斜杠

在Windows上，路径书写使用倒斜杠作为文件夹之间的分隔符。但在OS X和Linux上，使用正斜杠作为它们的路径分隔符。如果想要程序运行在所有操作系统上，在编写Python脚本时，就必须处理这两种情况。

好在，用os.path.join()函数来做这件事很简单。如果将单个文件和路径上的文件夹名称的字符串传递给它，os.path.join()就会返回一个文件路径的字符串，包含正确的路径分隔符。在交互式环境中输入以下代码：

>>> import os
>>> os.path.join('usr', 'bin', 'spam')
'usr\\bin\\spam'

我在Windows上运行这些交互式环境的例子，所以，os.path .join('usr', 'bin', 'spam')返回'usr\bin\spam'（请注意，倒斜杠有两个，因为每个倒斜杠需要由另一个倒斜杠字符来转义）。如果我在OS X或Linux上调用这个函数，该字符串就会是'usr/bin/spam'。

如果需要创建文件名称的字符串，os.path.join()函数就很有用。这些字符串将传递给几个文件相关的函数，本章将进行介绍。例如，下面的例子将一个文件名列表中的名称，添加到文件夹名称的末尾。

>>> myFiles = ['accounts.txt', 'details.csv', 'invite.docx']
>>> for filename in myFiles:
        print(os.path.join('C:\\Users\\asweigart', filename))
C:\Users\asweigart\accounts.txt
C:\Users\asweigart\details.csv
C:\Users\asweigart\invite.docx

8.1.2 当前工作目录

每个运行在计算机上的程序，都有一个“当前工作目录”，或cwd。所有没有从根文件夹开始的文件名或路径，都假定在当前工作目录下。利用os.getcwd()函数，可以取得当前工作路径的字符串，并可以利用os.chdir()改变它。在交互式环境中输入以下代码：

>>> import os
>>> os.getcwd()
'C:\\Python34'
>>> os.chdir('C:\\Windows\\System32')
>>> os.getcwd()
'C:\\Windows\\System32'

这里，当前工作目录设置为C:\Python34，所以文件名project.docx指向C:\Python34\project.docx。如果我们将当前工作目录改为C:\Windows，文件就被解释为C:\Windows\project.docx。

如果要更改的当前工作目录不存在，Python就会显示一个错误。

>>> os.chdir('C:\\ThisFolderDoesNotExist')
Traceback (most recent call last):
  File "< pyshell#18>", line 1, in < module>
    os.chdir('C:\\ThisFolderDoesNotExist')
FileNotFoundError: [WinError 2] The system cannot find the file specified:
'C:\\ThisFolderDoesNotExist'

注意

虽然文件夹是目录的更新的名称，但请注意，当前工作目录（或当前目录）是标准术语，没有当前工作文件夹这种说法。

8.1.3 绝对路径与相对路径

有两种方法指定一个文件路径。

· “绝对路径”，总是从根文件夹开始。

· “相对路径”，它相对于程序的当前工作目录。

还有点（.）和点点（..）文件夹。它们不是真正的文件夹，而是可以在路径中使用的特殊名称。单个的句点（“点”）用作文件夹目名称时，是“这个目录”的缩写。两个句点（“点点”）意思是父文件夹。

图8-2是一些文件夹和文件的例子。如果当前工作目录设置为C:\bacon，这些文件夹和文件的相对目录，就设置为图8-2所示的样子。

图8-2 在工作目录C:\bacon中的文件夹和文件的相对路径

相对路径开始处的.\是可选的。例如，.\spam.txt和spam.txt指的是同一个文件。

8.1.4 用os.makedirs()创建新文件夹

程序可以用os.makedirs()函数创建新文件夹（目录）。在交互式环境中输入以下代码：

>>> import os
>>> os.makedirs('C:\\delicious\\walnut\\waffles')

这不仅将创建C:\delicious文件夹，也会在C:\delicious下创建walnut文件夹，并在C:\delicious\walnut中创建waffles文件夹。也就是说，os.makedirs()将创建所有必要的中间文件夹，目的是确保完整路径名存在。图 8-3 展示了这个文件夹的层次结构。

图8-3 os.makedirs('C:\delicious\walnut\waffles')的结果

8.1.5 os.path模块

os.path模块包含了许多与文件名和文件路径相关的有用函数。例如，你已经使用了os.path.join()来构建所有操作系统上都有效的路径。因为os.path是os模块中的模块，所以只要执行import os就可以导入它。如果你的程序需要处理文件、文件夹或文件路径，就可以参考本节中这些简短的例子。os.path模块的完整文档在Python网站上：http://docs.python.org/3/library/os.path.html。

注意

本章后面的大多数例子都需要os模块，所以要记得在每个脚本开始处导入它，或在重新启动IDLE时导入它。否则，就会遇到错误消息NameError: name 'os' is not defined。

8.1.6 处理绝对路径和相对路径

os.path模块提供了一些函数，返回一个相对路径的绝对路径，以及检查给定的路径是否为绝对路径。

· 调用os.path.abspath(path)将返回参数的绝对路径的字符串。这是将相对路径转换为绝对路径的简便方法。

· 调用os.path.isabs(path)，如果参数是一个绝对路径，就返回True，如果参数是一个相对路径，就返回False。

· 调用os.path.relpath(path, start)将返回从start路径到path的相对路径的字符串。如果没有提供start，就使用当前工作目录作为开始路径。

在交互式环境中尝试以下函数：

>>> os.path.abspath('.')
'C:\\Python34'
>>> os.path.abspath('.\\Scripts')
'C:\\Python34\\Scripts'
>>> os.path.isabs('.')
False
>>> os.path.isabs(os.path.abspath('.'))
True

因为在os.path.abspath()调用时，当前目录是C:\Python34，所以“点”文件夹指的是绝对路径'C:\Python34'。

注意

因为在你的系统上，文件和文件夹可能与我的不同，所以你不能完全遵照本章中的每一个例子。但还是请尝试用你的计算机上存在的文件夹来完成例子。

在交互式环境中，输入以下对os.path.relpath()的调用：

>>> os.path.relpath('C:\\Windows', 'C:\\')
'Windows'
>>> os.path.relpath('C:\\Windows', 'C:\\spam\\eggs')
'..\\..\\Windows'
>>> os.getcwd()
'C:\\Python34'

调用os.path.dirname(path)将返回一个字符串，它包含path参数中最后一个斜杠之前的所有内容。调用os.path.basename(path)将返回一个字符串，它包含path 参数中最后一个斜杠之后的所有内容。一个路径的目录名称和基本名称如图8-4所示。

图8-4 基本名称跟在路径中最后一个斜杠后，它和文件名一样，
目录名称是最后一个斜杠之前的所有内容

例如，在交互式环境中输入以下代码：

>>> path = 'C:\\Windows\\System32\\calc.exe'
>>> os.path.basename(path)
'calc.exe'
>>> os.path.dirname(path)
'C:\\Windows\\System32'

如果同时需要一个路径的目录名称和基本名称，就可以调用os.path.split()，获得这两个字符串的元组，像这样：

>>> calcFilePath = 'C:\\Windows\\System32\\calc.exe'
>>> os.path.split(calcFilePath)
('C:\\Windows\\System32', 'calc.exe')

请注意，可以调用os.path.dirname()和os.path.basename()，将它们的返回值放在一个元组中，从而得到同样的元组。

>>> (os.path.dirname(calcFilePath), os.path.basename(calcFilePath))
('C:\\Windows\\System32', 'calc.exe')

但如果需要两个值，os.path.split()是很好的快捷方式。

同时也请注意，os.path.split()不会接受一个文件路径并返回每个文件夹的字符串的列表。如果需要这样，请使用split()字符串方法，并根据os.path.sep中的字符串进行分割。回忆一下，根据程序运行的计算机，os.path.sep变量设置为正确的文件夹分割斜杠。

例如，在交互式环境中输入以下代码：

>>> calcFilePath.split(os.path.sep)
['C:', 'Windows', 'System32', 'calc.exe']

在OS X和Linux系统上，返回的列表头上有一个空字符串：

>>> '/usr/bin'.split(os.path.sep)
['', 'usr', 'bin']

split()字符串方法将返回一个列表，包含该路径的所有部分。如果向它传递os.path.sep，就能在所有操作系统上工作。

8.1.7 查看文件大小和文件夹内容

一旦有办法处理文件路径，就可以开始搜集特定文件和文件夹的信息。os.path模块提供了一些函数，用于查看文件的字节数以及给定文件夹中的文件和子文件夹。

· 调用os.path.getsize(path)将返回path参数中文件的字节数。

· 调用os.listdir(path)将返回文件名字符串的列表，包含path参数中的每个文件（请注意，这个函数在os模块中，而不是os.path）。

下面是我在交互式环境中尝试这些函数的结果：

>>> os.path.getsize('C:\\Windows\\System32\\calc.exe')
776192
>>> os.listdir('C:\\Windows\\System32')
['0409', '12520437.cpx', '12520850.cpx', '5U877.ax', 'aaclient.dll',
--_snip_--
'xwtpdui.dll', 'xwtpw32.dll', 'zh-CN', 'zh-HK', 'zh-TW', 'zipfldr.dll']

可以看到，我的计算机上的calc.exe程序是776192字节。在我的C:\Windows\ system32下有许多文件。如果想知道这个目录下所有文件的总字节数，就可以同时使用os.path.getsize()和os.listdir()。

>>> totalSize = 0
>>> for filename in os.listdir('C:\\Windows\\System32'):
     totalSize = totalSize + os.path.getsize(os.path.join('C:\\Windows\\System32', filename))

>>> print(totalSize)
1117846456

当循环遍历C:\Windows\System32文件夹中的每个文件时，totalSize变量依次增加每个文件的字节数。请注意，我在调用os.path.getsize()时，使用了os.path.join()来连接文件夹名称和当前的文件名。os.path.getsize()返回的整数添加到totalSize中。在循环遍历所有文件后，我打印出totalSize，看看C:\Windows\System32文件夹的总字节数。

8.1.8 检查路径有效性

如果你提供的路径不存在，许多Python函数就会崩溃并报错。os.path模块提供了一些函数，用于检测给定的路径是否存在，以及它是文件还是文件夹。

· 如果path参数所指的文件或文件夹存在，调用os.path.exists(path)将返回True，否则返回False。

· 如果path参数存在，并且是一个文件，调用os.path.isfile(path)将返回True，否则返回False。

· 如果path参数存在，并且是一个文件夹，调用os.path.isdir(path)将返回True，否则返回False。

下面是我在交互式环境中尝试这些函数的结果：

>>> os.path.exists('C:\\Windows')
True
>>> os.path.exists('C:\\some_made_up_folder')
False
>>> os.path.isdir('C:\\Windows\\System32')
True
>>> os.path.isfile('C:\\Windows\\System32')
False
>>> os.path.isdir('C:\\Windows\\System32\\calc.exe')
False
>>> os.path.isfile('C:\\Windows\\System32\\calc.exe')
True

利用os.path.exists()函数，可以确定DVD或闪存盘当前是否连在计算机上。例如，如果在Windows计算机上，我想用卷名D:\检查一个闪存盘，可以这样做：

>>> os.path.exists('D:\\')
False

不好！看起来我忘记插入闪存盘了。