Python os 模块：系统操作的 “百宝箱”

目录

前言

一、文件与目录操作

1. 目录切换与获取

2. 目录与文件创建 / 删除

3. 文件与目录检查

二、路径处理（os.path 子模块）

1. 路径拼接与拆分

2. 扩展名与绝对路径

三、环境变量与系统信息

1. 环境变量操作

2. 系统信息

四、文件与目录遍历

1. 列出目录内容

2. 递归遍历目录树

五、文件权限与时间戳

1. 文件权限操作（Unix 系统）

2. 文件时间戳

六、安全与健壮的文件操作

1. 安全创建目录（避免目录已存在的错误）

2. 安全删除文件 / 目录

七、跨平台注意事项

路径分隔符：

系统差异：

总结

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前言

在 Python 中，os模块是与操作系统交互的核心工具，提供了文件操作、路径处理、进程管理等功能。本文将梳理os模块的常用方法，帮你高效处理系统相关任务。

一、文件与目录操作

1. 目录切换与获取

方法	功能描述	示例
os.getcwd()	获取当前工作目录路径	print(os.getcwd()) → '/home/user/project'
os.chdir(path)	切换当前工作目录	os.chdir('/tmp') → 切换到/tmp目录

2. 目录与文件创建 / 删除

方法	功能描述	示例
os.mkdir(path)	创建单层目录（目录已存在则报错）	os.mkdir('new_dir') → 创建new_dir目录
os.makedirs(path)	递归创建多层目录（自动创建父目录）	os.makedirs('a/b/c') → 创建a/b/c目录树
os.rmdir(path)	删除空目录（目录非空则报错）	os.rmdir('empty_dir') → 删除空目录
os.remove(path)	删除文件	os.remove('test.txt') → 删除test.txt
os.removedirs(path)	递归删除空目录（从子目录向上删）	os.removedirs('a/b/c') → 若a/b/c均为空，逐级删除

3. 文件与目录检查

方法	功能描述	示例
os.path.exists(path)	判断路径（文件或目录）是否存在	os.path.exists('test.txt') → True/False
os.path.isfile(path)	判断路径是否为文件	os.path.isfile('test.txt') → True
os.path.isdir(path)	判断路径是否为目录	os.path.isdir('/tmp') → True
os.path.getsize(path)	获取文件大小（字节）	os.path.getsize('test.txt') → 1024

二、路径处理（os.path 子模块）

1. 路径拼接与拆分

方法	功能描述	示例
os.path.join(path1, path2, ...)	智能拼接路径（自动处理分隔符）	os.path.join('/tmp', 'a', 'b.txt') → '/tmp/a/b.txt'
os.path.split(path)	将路径拆分为 (目录，文件名) 元组	os.path.split('/tmp/a/b.txt') → ('/tmp/a', 'b.txt')
os.path.dirname(path)	获取路径中的目录部分	os.path.dirname('/tmp/a/b.txt') → '/tmp/a'
os.path.basename(path)	获取路径中的文件名部分	os.path.basename('/tmp/a/b.txt') → 'b.txt'

2. 扩展名与绝对路径

方法	功能描述	示例
os.path.splitext(path)	拆分文件名与扩展名	os.path.splitext('a/b.txt') → ('a/b', '.txt')
os.path.abspath(path)	获取绝对路径	os.path.abspath('test.txt') → '/home/user/test.txt'
os.path.relpath(path, start)	获取相对路径	os.path.relpath('/tmp/a', '/tmp') → 'a'

三、环境变量与系统信息

1. 环境变量操作

方法	功能描述	示例
os.environ	获取当前环境变量字典	print(os.environ['PATH']) → '/usr/bin:/bin:...'
os.getenv(key, default=None)	获取指定环境变量值（不存在则返回默认值）	os.getenv('HOME', '/tmp') → '/home/user'
os.putenv(key, value)	设置环境变量（不推荐，建议用 os.environ）	os.environ['MY_VAR'] = '123' → 设置环境变量

2. 系统信息

方法	功能描述	示例
os.name	获取操作系统类型（'posix', 'nt' 等）	print(os.name) → 'posix' (Linux/Mac)
os.system(command)	执行系统命令（返回命令退出状态码）	os.system('ls -l') → 执行ls -l命令
os.getpid()	获取当前进程 ID	print(os.getpid()) → 12345
os.getuid()	获取当前用户 ID（Unix 系统）	print(os.getuid()) → 1000
os.getgid()	获取当前用户组 ID（Unix 系统）	print(os.getgid()) → 1000

四、文件与目录遍历

1. 列出目录内容

方法	功能描述	示例
os.listdir(path='.')	返回目录下的所有文件和目录名列表	os.listdir('/tmp') → ['a', 'b.txt', 'c.log']
os.scandir(path='.')	返回迭代器（含文件 / 目录信息对象）	with os.scandir('.') as entries: ...

2. 递归遍历目录树

# os.walk(top_dir)：返回三元组 (目录路径, 子目录名列表, 文件名列表) 的生成器
for root, dirs, files in os.walk('/home/user'):for file in files:print(os.path.join(root, file))  # 打印所有文件的完整路径

五、文件权限与时间戳

1. 文件权限操作（Unix 系统）

方法	功能描述	示例
os.chmod(path, mode)	修改文件权限（如 0o755 表示 rwxr-xr-x）	os.chmod('script.sh', 0o755) → 赋予执行权限
os.chown(path, uid, gid)	修改文件所有者和组（需 root 权限）	os.chown('file.txt', 1000, 1000) → 改为用户1000

2. 文件时间戳

方法	功能描述	示例
os.path.getatime(path)	获取文件最后访问时间（时间戳）	print(os.path.getatime('test.txt')) → 1620000000.0
os.path.getmtime(path)	获取文件最后修改时间（时间戳）	print(os.path.getmtime('test.txt')) → 1620000001.0
os.path.getctime(path)	获取文件创建时间（Unix 为 inode 更改时间）	print(os.path.getctime('test.txt')) → 1620000002.0

六、安全与健壮的文件操作

1. 安全创建目录（避免目录已存在的错误）

# 方法1：先检查后创建
if not os.path.exists('new_dir'):os.mkdir('new_dir')# 方法2：用exist_ok参数（Python 3.2+）
os.makedirs('a/b/c', exist_ok=True)  # 目录已存在也不报错

2. 安全删除文件 / 目录

# 安全删除文件（不存在也不报错）
try:os.remove('test.txt')
except FileNotFoundError:pass# 递归删除目录（等价于rm -rf）
import shutil
shutil.rmtree('dir_to_delete')

七、跨平台注意事项

1. 路径分隔符：

   • Windows 使用反斜杠\，Unix/Linux/Mac 使用正斜杠/。
   • 推荐用os.path.join()自动处理，避免硬编码：

     # 正确：跨平台兼容
     path = os.path.join('data', 'file.txt')  # Linux: 'data/file.txt'，Windows: 'data\\file.txt'# 错误：Windows不兼容
     path = 'data/file.txt'
     

2. 系统差异：

   • os.system()执行的命令可能因系统而异（如 Windows 的dir vs Unix 的ls）。
   • 文件权限、用户 ID 等概念在 Windows 和 Unix 上差异较大，需谨慎使用。

总结

os模块是 Python 与操作系统交互的桥梁，掌握其常用方法能大幅提升文件处理、系统管理的效率。本文覆盖了核心功能：

• 文件与目录操作：创建、删除、检查
• 路径处理：拼接、拆分、获取绝对路径
• 环境变量与系统信息：获取环境变量、执行系统命令
• 遍历目录树：递归查找文件和目录
• 文件权限与时间戳：修改权限、获取时间信息

建议收藏本文作为速查表，遇到系统相关操作时优先查阅os模块，避免重复造轮子。