Python標準庫os常用函數和屬性詳解

2022-11-28 22:00:58

1. OS標準庫簡介

顧名思義，OS表示Operating System，即作業系統。OS標準庫是一個作業系統介面模組，提供一些方便使用作業系統相關功能的函數，具體安裝位置可通過匯入os模組檢視os.__file__屬性得到。當需要在Python程式碼中呼叫OS相關功能實現業務邏輯或者無法直接使用命令列工具時，我們就需要考慮匯入此模組，因此有必要進行深入學習。

2. OS標準庫常用函數和屬性

2.1 檔案和目錄

2.1.1 os.getcwd()

返回表示當前工作目錄的字串

print("當前工作目錄為：{}".format(os.getcwd())) # 返回當前工作目錄

2.1.2 os.mkdir(path, mode=0o777, *, dir_fd=None)

以指定數位表示的許可權模式mode建立一個名為path的目錄。某些系統會忽略 mode，如果沒有忽略，那麼Linux系統來說，新建資料夾的許可權=指定數位表示的許可權模式mode-當前系統使用者的umask預設許可權，如下所示

"""
Linux作業系統可通過umask命令獲得4個八進位制數表示的預設許可權，root使用者預設是0022，普通使用者預設是 0002
第1位數代表檔案所具有的特殊許可權(SetUID、SetGID、Sticky BIT),後3位數表示表示umask許可權值
分別對應所有者、使用者組、其他人的許可權值,許可權與數位對應關係為:r->4,w->2,x->1
"""
exit_code=os.system("umask")

"""
資料夾模式mode賦值為十進位制511，等價於八進位制0o777
"""
set_mode=511
os.mkdir(path="./cyr",mode=set_mode) # 在當前目錄建立名為cyr的資料夾

# 長格式檢視新建立的資料夾cyr可知其許可權字串為rwxr-xr-x，等價於轉換後的數位許可權111101101
!ls -l | grep cyr

umask_value=0o0022 # 當前系統使用者八進位製表示umask預設許可權
new_dir_mode=set_mode-umask_value
print("新建資料夾的許可權為:{:b}".format(new_dir_mode))

os.rmdir(path, *, dir_fd=None)

移除（刪除）目錄 path。如果目錄不存在或不為空，則會分別丟擲 FileNotFoundError 或 OSError 異常。

os.rmdir("./cyr") # 刪除空資料夾成功，無法查到cyr目錄
!ls | grep cyr

os.rmdir("./why") # 刪除不存在的資料夾FileNotFoundError報錯

os.rmdir("./nnunet/") # 刪除不為空資料夾OSError報錯

os.chdir(path)

將當前工作目錄更改為 path

print("切換前的當前工作目錄為：{}".format(os.getcwd())) # 返回當前工作目錄
dst_path="/root" # 目標資料夾
os.chdir(dst_path) # 將當前工作目錄切換為/root
print("切換後的當前工作目錄為：{}".format(os.getcwd())) # 返回當前工作目錄

os.listdir(path='.')

返回一個包含指定path下所有檔案和目錄名稱的按任意順序排列的列表，特殊條目’.‘和’…'除外

dst_path="/code/" # 目標目錄
dirs_ls=os.listdir(path=dst_path) # 獲得指定目錄下全部檔案和資料夾名稱列表
print(dirs_ls)

2.2 os.path常見路徑操作

2.2.1 os.path.abspath(path)

返回路徑path 的絕對路徑(標準化的)，相當於字串拼接，路徑path不存在也不會報錯

relative_path="tests/test_steps_for_sliding_window_prediction.py" # 路徑path存在
print("{}對應的絕對路徑為{}".format(relative_path,os.path.abspath(relative_path)))

no_path="tests/none.py" # 路徑path不存在
print("{}對應的絕對路徑為{}".format(relative_path,os.path.abspath(no_path)))

2.2.2 os.path.basename(path)

返回路徑 path 的基本名稱

full_pathname="/proc/bus/pci/3a/08.0" # 路徑path存在
print("全路徑名稱對應的檔名為{}".format(os.path.basename(full_pathname)))

no_full_pathname="/demo/none.cpp" # 路徑path不存在
print("全路徑名稱對應的檔名為{}".format(os.path.basename(no_full_pathname)))

2.2.3 os.path.dirname(path)

返回路徑 path 的目錄名稱

full_pathname="/proc/bus/pci/3a/08.0" # 路徑path存在
print("全路徑名稱對應的目錄名稱為{}".format(os.path.dirname(full_pathname)))

no_full_pathname="/demo/none.cpp" # 路徑path不存在
print("全路徑名稱對應的目錄名稱為{}".format(os.path.dirname(no_full_pathname)))

2.2.4 os.path.exists(path)

判斷path是否指向一個已存在路徑或已開啟的檔案描述符，存在返回True，不存在返回False

full_pathname="/proc/bus/pci/3a/08.0" # 路徑path存在
print("全路徑名稱對應的目錄是否存在?{}".format(os.path.exists(full_pathname)))

no_full_pathname="/demo/none.cpp" # 路徑path不存在
print("全路徑名稱對應的目錄是否存在?{}".format(os.path.exists(no_full_pathname)))

2.2.5 os.path.isabs(path)

判斷path是否為一個絕對路徑，是則返回True，不是或不存在則返回False。在 Unix 上，它就是以斜槓開頭，而在 Windows 上，它可以是去掉驅動器號後以斜槓（或反斜槓）開頭。

abs_pathname="/proc/bus/pci/3a/08.0" # 路徑path存在
print("全路徑名稱對應的目錄是否為絕對路徑?{}".format(os.path.isabs(abs_pathname)))

rel_pathname="./nnunet/__init__.py" # 路徑path是相對路徑
print("全路徑名稱對應的目錄是否絕對路徑?{}".format(os.path.isabs(rel_pathname)))

no_pathname="./nnunet/none.py" # 路徑path是不存在
print("全路徑名稱對應的目錄是否絕對路徑?{}".format(os.path.isabs(no_pathname)))

2.2.6 os.path.isfile(path)

若path為指向一個已存在檔案的符號連結或一個已存在檔案路徑，返回True。若path為一個資料夾路徑或不存在路徑，返回False。

ls -li /opt/conda/bin/python* # 帶inode節點資訊並長格式檢視python開頭的檔案和資料夾

由上圖可發現/opt/conda/bin/python為一個符號連結(軟連結)指向一個已存在檔案路徑/opt/conda/bin/python3.7

abs_pathname="/opt/conda/bin/python3.7" # path為一個已存在檔案路徑
print("全路徑名稱對應的檔案是否存在?{}".format(os.path.isfile(abs_pathname)))

symbolic_link="/opt/conda/bin/python" # path為指向一個已存在檔案/opt/conda/bin/python3.7的符號連結
print("全路徑名稱對應的檔案是否存在?{}".format(os.path.isfile(symbolic_link)))

abs_path="/opt/conda/bin/" # 資料夾路徑
print("全路徑名稱對應的檔案是否存在?{}".format(os.path.isfile(abs_path)))

no_full_pathname="/demo/none.cpp" # 路徑path不存在
print("全路徑名稱對應的檔案是否存在?{}".format(os.path.isfile(no_full_pathname)))

2.2.7 os.path.isdir(path)

若path為指向一個已存在資料夾的符號連結或一個已存在資料夾路徑，返回True。若path為一個檔案路徑或不存在路徑，返回False。

ls /code/nnunet/ # 檢視已存在資料夾路徑/code/nnunet/

ln -s /code/nnunet/ ./symlink2codennunet # 當前目錄即root下建立一個軟連結指向一個已存在資料夾路徑/code/nnunet/

ls -l /root/

由上圖可知root使用者主目錄下存在一個軟連結symlink2codennunet指向一個已存在資料夾路徑

exist_dir_path="/code/nnunet/"# path為一個已存在資料夾路徑
print("全路徑名稱對應的資料夾是否存在?{}".format(os.path.isdir(exist_dir_path)))

exist_dir_symlink="/root/symlink2codennunet/"# path為指向一個已存在資料夾的符號連結
print("全路徑名稱對應的資料夾是否存在?{}".format(os.path.isdir(exist_dir_symlink)))

exist_file_path="/opt/conda/bin/python3.7"# path為一個已存在檔案路徑
print("全路徑名稱對應的資料夾是否存在?{}".format(os.path.isdir(exist_file_path)))

no_path="/demo/none.cpp" # 路徑path不存在
print("全路徑名稱對應的資料夾是否存在?{}".format(os.path.isdir(no_path)))

2.2.8 os.path.islink(path)

若path代表一個已存在的符號連結，則返回True，反之則返回False。如果 Python 執行時不支援符號連結，則總是返回 False

exist_symbolic_link="/opt/conda/bin/python" # path為指向一個已存在的符號連結
print("全路徑名稱對應的符號連結是否存在?{}".format(os.path.islink(exist_symbolic_link)))

no_symbolic_link="/demo/no_link" # path為指向一個不存在的符號連結
print("全路徑名稱對應的符號連結是否存在?{}".format(os.path.islink(no_symbolic_link)))

exist_file_path="/opt/conda/bin/python3.7"# path為一個已存在檔案路徑
print("全路徑名稱對應的符號連結是否存在?{}".format(os.path.islink(exist_file_path)))

exist_dir_path="/root/"# path為一個已存在資料夾路徑
print("全路徑名稱對應的符號連結是否存在?{}".format(os.path.islink(exist_dir_path)))

2.2.9 os.path.join(path, *paths)

拼接兩個或多個路徑部分，按需要插入/。如果引數中某個部分是絕對路徑，則絕對路徑前的路徑都將被丟棄，並從絕對路徑部分開始連線。如果最後一部分為空，則結果將以分隔符結尾。

previous_path,abs_dirname,basename,empty_part="model","/code","demo.py",""

print("引數中某個部分是絕對路徑拼接後為{}".format(os.path.join(previous_path,abs_dirname,basename)))

print("拼接兩個或多個路徑部分，按需要插入'/'拼接後為{}".format(os.path.join(previous_path,basename)))

print("最後一部分為空以分隔符結尾{}".format(os.path.join(previous_path,basename,empty_part)))

2.2.10 os.path.normcase(path)

規範路徑名稱的大小寫。在 Windows 上，將路徑名稱中的所有字元轉為小寫，並將正斜槓轉為反斜槓。在其他作業系統上，將路徑不加修改地返回。

Linux作業系統

print("當前作業系統模組名為:{}".format(os.name))
windows_style_path=r"C:/Usersdefaultuser0/APPData"
print("Windows路徑規範化後為{}".format(os.path.normcase(windows_style_path)))

Windows作業系統

2.2.11 os.path.split(path)

將路徑 path 拆分為一對，即 (head, tail)，其中，tail 是路徑的最後一部分，而 head 裡是除最後部分外的所有內容。tail 部分不會包含斜槓，如果 path 以斜槓結尾，則 tail 將為空。如果 path 中沒有斜槓，head 將為空。如果 path 為空，則 head 和 tail 均為空。head 末尾的斜槓會被去掉，除非它是根目錄（即它僅包含一個或多個斜槓）。

norm_path="/nnunet/configuration.py" # 一般路徑
ends_with_slash_path="/code/nnunet/" # 以斜槓結尾的路徑
no_slash_path="HIP_Logo.png" # 沒有斜槓的路徑
empty_path="" # 空路徑
root_path="/" # 根目錄
print("一般路徑head={},tail={}".format(*os.path.split(norm_path)))
print("以斜槓結尾的路徑head={},tail={}".format(*os.path.split(ends_with_slash_path)))
print("沒有斜槓的路徑head={},tail={}".format(*os.path.split(no_slash_path)))
print("空路徑head={},tail={}".format(*os.path.split(empty_path)))
print("根目錄head={},tail={}".format(*os.path.split(root_path)))

2.2.12 os.path.splitext(path)

將路徑 path 拆分為一對，即 (root, ext)，使 root + ext == path，其中 ext 為空或以英文句點開頭，且最多包含一個句點。路徑前的句點將被忽略，例如 splitext(‘.cshrc’) 返回 (‘.cshrc’, ‘’)。

dir_path="/code/nnunet/" # 資料夾路徑
multi_dot_file_path="/code/i.thy.py" # 包含多個句點的檔案路徑
single_dot_file_path="/code/we.py" # 包含單個句點的檔案路徑
starts_with_dot_file_path=".bashrc" # 以句點開頭的路徑
print("資料夾路徑root={},ext={}".format(*os.path.splitext(dir_path)))
print("包含多個句點的檔案路徑root={},ext={}".format(*os.path.splitext(multi_dot_file_path)))
print("包含單個句點的檔案路徑root={},ext={}".format(*os.path.splitext(single_dot_file_path)))
print("以句點開頭的路徑root={},ext={}".format(*os.path.splitext(starts_with_dot_file_path)))

2.3 其他常用命令

2.3.1 os.name

匯入的依賴特定作業系統的模組的名稱，返回’posix’表示Linux，'nt’表示Windows，'java’表示Java虛擬機器器

print("當前作業系統平臺名稱為{}".format(os.name))

2.3.2 os.__file__

以字串形式返回os模組安裝的絕對路徑

     import os
     print("os模組安裝絕對路徑是{}".format(os.__file__))

3. 參考文獻

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