Python os模塊的介紹和用法

python官方庫(kù)中比較重要的兩個(gè)模塊是sys和os，今天我們來(lái)看一下另外一個(gè)重要模塊os的用法。
os模塊是直接和系統(tǒng)調(diào)用或者說(shuō)系統(tǒng)提供的api打交道的模塊，因此可以把它的功能分為3大類(lèi)，分別是：

1. POSIX工具，即處理文件系統(tǒng)相關(guān)的功能
2. 提供跨平臺(tái)能力的功能或函數(shù)
3. 運(yùn)行系統(tǒng)命令相關(guān)的函數(shù)

1.  文件系統(tǒng)處理相關(guān)函數(shù)

一般在做文件或目錄操作的時(shí)候，最常用的基本都是增刪改查，os模塊提供了對(duì)應(yīng)的函數(shù)如下：

• os.remove()  刪除文件
• os.rename()  重命名文件或目錄
• os.mkdir() / os.makedirs()  創(chuàng)建單個(gè)目錄 / 創(chuàng)建多級(jí)目錄
• os.rmdir() / os.removedirs()  刪除空目錄 / 刪除多級(jí)空目錄
• os.copy('_dir', 'newfile') 復(fù)制文件或目錄到新的目錄中，
• os.listdir() 顯示當(dāng)前目錄下的文件或目錄，如果參數(shù)是路徑，那么顯示這個(gè)路徑下的文件。
• os.chdir('/path/to/new/dir')  切換當(dāng)前工作目錄到新的工作目錄

在上面的代碼中我們可以看到，os模塊提供了對(duì)文件的修改、刪除和查詢(xún)方法，對(duì)目錄提供了創(chuàng)建、刪除、修改和刪除的方法。但是沒(méi)有創(chuàng)建文件的方法，這是為什么呢？因?yàn)樵趐ython中，創(chuàng)建文件一般是通過(guò)Python提供的通用open方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。os.open這個(gè)方法有，但是只能打開(kāi)已有的文件，在文件不存在時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)，而不會(huì)自動(dòng)去創(chuàng)建這個(gè)文件。

來(lái)看一下幾個(gè)示例

# 創(chuàng)建文件
>>> f = open('test.txt', 'w')
>>> f.close()
>>> os.listdir()
['test.txt']

# 創(chuàng)建目錄和多級(jí)目錄
>>> os.mkdir('t1')
>>> os.makedirs('t1/t2/t3')
>>> 
>>> os.listdir()
['test.txt', 't1']
>>> os.listdir('t1')
['t2']
>>> os.listdir('t1/t2')
['t3']

# 重命名文件
>>> os.rename('test.txt', 'test_rename_func.txt')
>>> os.listdir()
['t1', 'test_rename_func.txt']

# 重命名目錄
>>> os.rename('t1', 'test1')
>>> os.listdir()
['test_rename_func.txt', 'test1']

# 刪除文件
>>> os.remove('test_rename_func.txt')
>>> os.listdir()
['test1']

# 刪除目錄，此時(shí)test1為非空目錄，報(bào)錯(cuò)。
>>> os.rmdir('test1')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
OSError: [Errno 39] Directory not empty: 'test1'

# 迭代刪除多個(gè)空目錄，此時(shí)要出給出多個(gè)目錄完整路徑
>>> os.removedirs('test1/t2/t3')
>>> os.listdir()
[]

在上面的示例中，我們演示了os模塊中用來(lái)增刪改查文件和目錄的相關(guān)函數(shù)，最后留下一個(gè)小問(wèn)題，非空的目錄該怎么刪除呢？感興趣的同學(xué)可以嘗試以下，我們明天來(lái)答疑解惑。

2. 提供跨平臺(tái)能力的功能或函數(shù)

提到跨平臺(tái)，可能我們最常遇到的就是兩個(gè)東西，一個(gè)是換行符，一個(gè)是路徑分隔符。
在windows系統(tǒng)中，換行符是 \r\n，而Linux和Unix中，換行符是 \n。在windows中，路徑分隔符是反斜杠 \ ，例如windows系統(tǒng)下的路徑一般是"C:\windows\system32\"，而Linux和Unix中，路徑分隔符是斜桿 / 。如果你寫(xiě)的程序在多個(gè)平臺(tái)上都可以正常運(yùn)行，一般會(huì)怎么做呢？

看了我們昨天關(guān)于sys模塊的同學(xué)可能記得，sys模塊有一個(gè)platform函數(shù)，可以輸出系統(tǒng)版本，那么這個(gè)時(shí)候就可以根據(jù)它的值，來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的換行符和路徑分隔符。但是因?yàn)樾枰约簛?lái)判斷，還是略微有些麻煩。
作為一個(gè)程序員，當(dāng)然是要把麻煩的事情簡(jiǎn)單化，os就提供了若干個(gè)這樣的跨平臺(tái)屬性，如下所示：

• os.sep  根據(jù)系統(tǒng)類(lèi)型輸出對(duì)應(yīng)的路徑分隔符
• os.linesep 根據(jù)系統(tǒng)類(lèi)型自動(dòng)輸出對(duì)應(yīng)的換行符
• os.pathsep  系統(tǒng)中用來(lái)分隔環(huán)境變量路徑的符號(hào)
• os.path.join()  用于拼接路徑，并根據(jù)系統(tǒng)類(lèi)型自動(dòng)返回對(duì)應(yīng)路徑分隔符分隔的路徑；
• os.path.split() 用于切割路徑，根據(jù)系統(tǒng)類(lèi)型自動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的分隔符來(lái)分割；

我們來(lái)看一下這幾個(gè)函數(shù)的應(yīng)用示例

# windows系統(tǒng)對(duì)應(yīng)操作符
>>> os.sep, os.linesep, os.pathsep
('\\', '\r\n', ';')

# 切割windows路徑和拼接windows路徑
>>> os.path.split('c:\windows\system32')
('c:\\windows', 'system32')
>>>
>>> os.path.join('c:\windows', 'system32')
'c:\\windows\\system32'

# Linux系統(tǒng)對(duì)應(yīng)操作符
>>> os.sep, os.linesep, os.pathsep
('/', '\n', ':')

# 切割linux路徑和拼接Linux路徑
>>> os.path.split('/root/project/module.py')
('/root/project', 'module.py')
>>> 
>>> os.path.join('/root/project', 'module.py')
'/root/project/module.py'

3. 運(yùn)行系統(tǒng)命令相關(guān)的函數(shù)

在文章的最開(kāi)始，我們說(shuō)，os是一個(gè)很底層的模塊，它會(huì)和系統(tǒng)提供的API或者系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行交互。也就是說(shuō)它可以用來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理。它是怎么做到的呢？os提供了一些函數(shù)，可以讓你直接調(diào)用系統(tǒng)提供的命令，相當(dāng)于是你直接來(lái)操作系統(tǒng)一樣。如下所示：

• os.system() 在python腳本中運(yùn)行shell命令
• os.popen() 運(yùn)行shell命令并與其輸入流或輸出流相連接，也就是說(shuō)可以給shell命令提供輸入?yún)?shù)或者獲取它的命令執(zhí)行結(jié)果

下面我們來(lái)看一下這兩個(gè)函數(shù)的用法：
示例1. os.system運(yùn)行系統(tǒng)命令

>>> result = os.system('ls /')
bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
>>> result
0

我們使用一個(gè)變量來(lái)接收命令是否正確執(zhí)行的結(jié)果。而命令執(zhí)行后的內(nèi)容會(huì)直接輸出到控制臺(tái)上。

如果我們想要把命令執(zhí)行后的內(nèi)容都收集起來(lái)呢？那么就需要用到os.popen這個(gè)函數(shù)了，用法如下：

# 所有內(nèi)容收集為一行
>>> result = os.popen('ls /').read()
>>> result
'bin\nboot\ndev\netc\nhome\nlib\nlib64\nmedia\nmnt\nopt\nproc\nroot\nrun\nsbin\nsrv\nsys\ntmp\nusr\nvar\n'

# 多行內(nèi)容以列表形式返回
>>> result = os.popen('ls /').readlines()
>>> result
['bin\n', 'boot\n', 'dev\n', 'etc\n', 'home\n', 'lib\n', 'lib64\n', 'media\n', 'mnt\n', 
'opt\n', 'proc\n', 'root\n', 'run\n', 'sbin\n', 'srv\n', 'sys\n', 'tmp\n', 'usr\n', 'var\n']

上面只是演示了這樣兩個(gè)簡(jiǎn)單的示例，但是根據(jù)這樣的用法指導(dǎo)，你還可以使用os的這兩個(gè)函數(shù)，來(lái)調(diào)用更復(fù)雜的系統(tǒng)命令。來(lái)完成python模塊無(wú)法完成的任務(wù)。這也是為什么python被稱(chēng)為 "膠水語(yǔ)言" 的原因，因?yàn)樗梢哉澈隙喾N不同樣式的命令