如果我們要操作檔案、目錄，可以在命令列下面輸入作業系統提供的各種命令來完成。比如dir、cp等命令。

如果要在Python程式中執行這些目錄和檔案的操作怎麼辦？其實作業系統提供的命令只是簡單地呼叫了作業系統提供的介面函式，Python內建的os模組也可以直接呼叫作業系統提供的介面函式。

開啟Python互動式命令列，我們來看看如何使用os模組的基本功能：

>>> import os
>>> os.name # 作業系統型別
'posix'

如果是posix，說明系統是Linux、Unix或Mac OS X，如果是nt，就是Windows系統。

要獲取詳細的系統資訊，可以呼叫uname()

>>> os.uname()
posix.uname_result(sysname='Darwin', nodename='MichaelMacPro.local', release='14.3.0', version='Darwin Kernel Version 14.3.0: Mon Mar 23 11:59:05 PDT 2015; root:xnu-2782.20.48~5/RELEASE_X86_64', machine='x86_64')

注意uname()函式在Windows上不提供，也就是說，os模組的某些函式是跟作業系統相關的。

1、環境變數

在作業系統中定義的環境變數，全部儲存在os.environ

>>> os.environ
environ({'VERSIONER_PYTHON_PREFER_32_BIT': 'no', 'TERM_PROGRAM_VERSION': '326', 'LOGNAME': 'michael', 'USER': 'michael', 'PATH': '/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin:/opt/X11/bin:/usr/local/mysql/bin', ...})

要獲取某個環境變數的值，可以呼叫os.environ.get('key')：

>>> os.environ.get('PATH')
'/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin:/opt/X11/bin:/usr/local/mysql/bin'
>>> os.environ.get('x', 'default')
'default'
 

2、操作檔案和目錄

操作檔案和目錄的函式一部分放在os模組中，一部分放在os.path模組中，這一點要注意一下。檢視、建立和刪除目錄可以這麼呼叫：

# 檢視當前目錄的絕對路徑:
>>> os.path.abspath('.')
'/Users/michael'
# 在某個目錄下建立一個新目錄，首先把新目錄的完整路徑表示出來:
>>> os.path.join('/Users/michael', 'testdir')
'/Users/michael/testdir'
# 然後建立一個目錄:
>>> os.mkdir('/Users/michael/testdir')
# 刪掉一個目錄:
>>> os.rmdir('/Users/michael/testdir')

把兩個路徑合成一個時，不要直接拼字串，而要通過os.path.join()函式，這樣可以正確處理不同作業系統的路徑分隔符。在Linux/Unix/Mac下，os.path.join()返回這樣的字串：

part-1/part-2

而Windows下會返回這樣的字串：

part-1\part-2

同樣的道理，要拆分路徑時，也不要直接去拆字串，而要通過os.path.split()函式，這樣可以把一個路徑拆分為兩部分，後一部分總是最後級別的目錄或檔名：

>>> os.path.split('/Users/michael/testdir/file.txt')
('/Users/michael/testdir', 'file.txt')

os.path.splitext()可以直接讓你得到副檔名，很多時候非常方便：

>>> os.path.splitext('/path/to/file.txt')
('/path/to/file', '.txt')

這些合併、拆分路徑的函式並不要求目錄和檔案要真實存在，它們只對字串進行操作。

檔案操作使用下面的函式。假定當前目錄下有一個test.txt檔案：

# 對檔案重新命名:
>>> os.rename('test.txt', 'test.py')
# 刪掉檔案:
>>> os.remove('test.py')

但是複製檔案的函式居然在os模組中不存在！原因是複製檔案並非由作業系統提供的系統呼叫。理論上講，我們通過上一節的讀寫檔案可以完成檔案複製，只不過要多寫很多程式碼。

幸運的是shutil模組提供了copyfile()的函式，你還可以在shutil模組中找到很多實用函式，它們可以看做是os模組的補充。

最後看看如何利用Python的特性來過濾檔案。比如我們要列出當前目錄下的所有目錄，只需要一行程式碼：

>>> [x for x in os.listdir('.') if os.path.isdir(x)]
['.lein', '.local', '.m2', '.npm', '.ssh', '.Trash', '.vim', 'Applications', 'Desktop', ...]

要列出所有的.py檔案，也只需一行程式碼：

>>> [x for x in os.listdir('.') if os.path.isfile(x) and os.path.splitext(x)[1]=='.py']
['apis.py', 'config.py', 'models.py', 'pymonitor.py', 'test_db.py', 'urls.py', 'wsgiapp.py']

是不是非常簡潔？

小結

Python的os模組封裝了作業系統的目錄和檔案操作，要注意這些函式有的在os模組中，有的在os.path模組中。

練習

1. 利用os模組編寫一個能實現dir -l輸出的程式。

2. 編寫一個程式，能在當前目錄以及當前目錄的所有子目錄下查詢檔名包含指定字串的檔案，並打印出相對路徑。

import os
import time

def listdir(path):
    curPath = os.path.abspath(path)
    print('createTime', 'size', 'fileName')
    for fn in os.listdir(curPath):
        absfile = os.path.join(path, fn)
        fileinfo = os.stat(absfile)
        createTime = time.strftime("%Y-%m-%d %X", time.localtime(fileinfo.st_ctime))
        filesize = ''
        if os.path.isfile(absfile):
            filesize += str(os.path.getsize(absfile))
        print(createTime, filesize, fn)

def search(path, des):
    for fn in os.listdir(path):
        absfile = os.path.join(path, fn)
        if os.path.isfile(absfile):
            if fn.find(des) != -1:
                print(absfile)
            else:
                search(absfile, des)

if __name__ == '__main__':
    listdir(r'E:\pyworkplaces')
    search(r'.', '.py')

createTime size fileName 2018-07-23 21:27:04  example .\square.py .\test.py .\topic_prime.py