Python文件路径和文件处理
文件有两个关键的属性，一个是“路径”，“路径”指明了文件在计算机中的位置。另一个是“文件名”（filename），“文件名”通常包含基本名称和扩展名。本文着重记录文件路径的处理、文件和文件大小的查看。
1.文件夹之间的分隔符
在windows操作系统上，路径使用倒斜杠（\）作为文件夹的分隔符，而macos和linux系统则采用正斜杠（/）。为了是python脚本可以在所有系统上运行，必须处理这两种情况，在python中，pathlib模块的Path()函数可以用来处理这种情况，向Path()函数传入文件夹名称的字符串，Path()函数即可组合它们。
# 在window系统中
>>> from pathlib import Path
>>> Path('c:/','user','desktop')
WindowsPath('c:/user/desktop') # 虽然windows系统使用倒斜杠，但在交互式环境中WindowsPath使用正斜杠来显示
>>> str(Path('c:/','user','desktop')) # 要单纯获得文本字符串，可以传递给str()来获取
'c:\\user\\desktop'# 在linux系统中
>>> from pathlib import Path
>>> Path('/home/user','pythonprojects','myproject.py')
PosixPath('/home/user/pythonprojects/myproject.py') # 返回的是PosixPath对象
>>> str(Path('/home/user','pythonprojects','myproject.py'))
'/home/user/pythonprojects/myproject.py'注意：1.POSIX是针对类UNIX操作系统的一组标准，如Linux，Macos。全称为：可移植操作系统接口（英语：Portable Operating System Interface，缩写为POSIX）。
Python从Python3.4开始引入pathlib来代替旧的os.path()函数，python标准库模块从Python3.6开始支持它。
2.使用 / 运算符连接路径
我们可以使用 / 运算符组合Path对象和字符串，这一点在已经使用Path()函数创建好路径对象后格外有用。
>>> from pathlib import Path
>>> Path('c:/','user','tom','desktop','helloworld.py')
WindowsPath('c:/user/tom/desktop/helloworld.py')
>>> Path('c:/user/tom') / Path('desktop/helloworld.py')
WindowsPath('c:/user/tom/desktop/helloworld.py')
>>> Path('c:/user/tom') / Path('desktop','helloworld.py')
WindowsPath('c:/user/tom/desktop/helloworld.py')可见，使用Path()配合 / 处理路径的方式非常灵活容易，如同连接字符串一样。但是相比于使用字符串的连接方法或join()方法，这种方法更安全，不容易出错。如在windows系统中，使用字符串连接的方法，需要使用转义的\\，这在移植到类UNIX的系统中会报错。但是Path()方法会自动处理这些问题。
>>> r'c:\user\al' + '\\' + 'tom'
'c:\\user\\al\\tom'/ 运算符实际上是替换了较旧的os.path.join()函数，可以从Python官网查询有关内容。
3.当前工作目录
使用Path.cwd()方法可以获取当前工作目录，该方法替换了较老的os.getcwd()方法。
>>> from pathlib import Path
>>> import os
>>> Path.cwd() # 获取当前工作目录
WindowsPath('C:/Users/yx')
>>> os.chdir('C:\\Windows\\system32') # 更改工作目录
>>> Path.cwd() # 重新获取，可以发现已经更改
WindowsPath('C:/Windows/system32')pathlib不提供更改当前工作目录的函数，因为在程序运行时更改当前工作目录通常会导致一些错误。
4.主目录
主目录是用户在计算机上（windows、linux或macos）存放自己文件的文件夹。可以通过Path.home()获得主目录的Path对象。
# 在windows中
>>> from pathlib import Path
>>> Path.home()
WindowsPath('C:/Users/yx')# 在linux中
>>> from pathlib import Path
>>> Path.home()
PosixPath('/home/yuxi')5.绝对路径和相对路径
绝对路径总是从根文件夹开始。
相对路径是从程序的当前工作目录开始。
.是当前文件夹的缩写..是父文件夹的缩写相对路径开始处的
./是可选的。
6.使用os.makedirs()创建新文件夹
os.makedirs()可以一次创建多级文件夹
os.makedirs('C:/Users/mrmx/desktop/folderA/folderB')使用Path.mkdir()也可以创建文件夹，但是只能创建一级文件夹，方法如下。
>>> Path('C:/Users/yx/desktop/folderC').mkdir() # 在C:/Users/yx/desktop/目录下创建新的folderC文件夹。显然，不如os.makedirs()方便。
7.绝对路径和相对路径的处理
Path对象的is_absolute()方法可以判断一个路径是否绝对路径，如果返回True，就是绝对路径，如果返回False，就是相对路径。
>>> Path('C:/Users/yx/desktop').is_absolute()
True
>>> Path('desktop').is_absolute()
False要从相对路径获取绝对路径，可以在代表相对路径的Path对象前加上Path.cwd()/，因为我们说相对路径，几乎都是相对于当前工作目录来说的。
>>> Path.cwd() / Path('pythonprojects/helloworld.py')
WindowsPath('C:/Users/yx/desktop/pythonprojects/helloworld.py')当然，如果相对路径是相对于当前工作目录之外的其他路径，只需要把Path.cwd()改成其他Path对象就可以了。
>>> Path('C:/another_folder') / Path('pythonprojects/helloworld.py')
WindowsPath('C:/another_folder/pythonprojects/helloworld.py')os.path模块也提供了一些有用的函数用于处理绝对路径和相对路径：
os.path.abspath(path)，用于返回相对路径的绝对路径os.path.isabs(path)，用于判断一个路径是否绝对路径os.path.relpath(path,start)，用于返回从开始路径到path的相对路径的字符串，如果没有提供开始路径，就把当前工作目录作为开始路径
>>> import os
>>> os.path.abspath('.')
'C:\\Users\\yx\\desktop' # 当前工作目录的绝对路径
>>> os.path.abspath('folderA')
'C:\\Users\\yx\\desktop\\folderA' # 同上
>>> os.path.isabs('.')
False
>>> os.path.isabs(os.path.abspath('.'))
True
>>> os.path.relpath('C:\\Users\\yx\\desktop\\folderA','C:\\')
'Users\\yx\\desktop\\folderA' # 从C:\\到C:\\Users\\yx\\desktop\\folderA，使用Users\\yx\\desktop\\folderA可以到达。
>>> os.path.relpath('C:\\Windows','C:\\Users\\yx\\desktop\\folderA')
'..\\..\\..\\..\\Windows' # path和start处于同一个父文件夹（C:\\）,就可以使用点点（..）表示法返回到父文件夹。从Users\\yx\\desktop\\folderA到C:\\Windows，使用..\\..\\..\\..\\Windows可以到达。
>>> os.path.relpath('C:\\Windows','E:\\')
Traceback (most recent call last):
File "<python-input-4>", line 1, in <module>
os.path.relpath('C:\\Windows','E:\\')
~~~~~~~~~~~~~~~^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
File "<frozen ntpath>", line 807, in relpath
ValueError: path is on mount 'C:', start on mount 'E:' # 在windows中，跨盘符操作，会提示错误。8.获取文件路径的各个部分
anchor，drive，parent，name，stem，suffix
上图是Windows系统和macOs/Linux系统的文件路径示意图
锚点（anchor），是文件系统的根文件夹。
驱动（drive），在Windows系统中存在，drive属性不包含第一个倒斜杠，是单个字母，（C:，D: 等）。是物理硬盘或U盘、光盘等。
父文件夹（parent），是包含该文件的文件夹。
文件名（name），即文件的名字，由基本名称（stem）和扩展名（suffix）构成。
# Windows系统
>>> p=Path('C:\\Users\\yx\\desktop\\folderA\\helloworld.py')
>>> p.anchor
'C:\\'
>>> p.drive
'C:'
>>> p.parent
WindowsPath('C:/Users/yx/desktop/folderA')
>>> p.name
'helloworld.py'
>>> p.stem
'helloworld'
>>> p.suffix
'.py'# Linux系统
>>> p = Path('/home/yuxi/helloworld.py')
>>> p.anchor
'/'
>>> p.parent
PosixPath('/home/yuxi')
>>> p.name
'helloworld.py'
>>> p.stem
'helloworld'
>>> p.suffix
'.py'
>>> p.drive
'' # Linux系统没有drive属性以上属性，除了parent是一个Path对象，其它都是字符串。
parents属性
parents属性返回的是一组Path对象，代表祖先文件夹，具有整数索引。
>>> parents = p.parents
>>> parents
<WindowsPath.parents>
>>> parents[0]
WindowsPath('C:/Users/yx/desktop/folderA')
>>> parents[1]
WindowsPath('C:/Users/yx/desktop')
>>> parents[2]
WindowsPath('C:/Users/yx')
>>> parents[3]
WindowsPath('C:/Users')
>>> parents[4]
WindowsPath('C:/')
>>> for parent in parents:
... print(parent)
...
C:\Users\yx\desktop\folderA
C:\Users\yx\desktop
C:\Users\yx
C:\Users
C:\
>>>较老的os.path模块中的类似函数
os.path.basename()获取最后一个斜杠后的内容，类似于文件名（当然如果最后一级是文件夹，那就是文件夹）；
os.path.dirname()获取最后一个斜杠之前的内容。
os.path.split()可以把二者分开，返回一个由前二者组成的元组。
>>> file_path = 'C:/Users/yx/desktop/folderA/helloworld.py'
>>> file_path2 = 'C:/Users/yx/desktop/folderA'
>>> os.path.basename(file_path)
'helloworld.py'
>>> os.path.basename(file_path2)
'folderA'
>>> os.path.dirname(file_path)
'C:/Users/yx/desktop/folderA'
>>> os.path.dirname(file_path2)
'C:/Users/yx/desktop'
>>> os.path.split(file_path)
('C:/Users/yx/desktop/folderA', 'helloworld.py')
>>> os.path.split(file_path2)
('C:/Users/yx/desktop', 'folderA')如果要获取一个路径上的每个文件夹（文件）字符串的列表，可以使用split()字符串方法，配合os.sep进行分割。
>>> path = 'C:\\Users\\yx\\desktop\\folderA\\helloworld.py'
>>> path.split(os.sep)
['C:', 'Users', 'yx', 'desktop', 'folderA', 'helloworld.py']os.sep被设置为正确的目录分割斜杠，Windows中'\\'，macOS和Linux中‘/’，所以下面的例子中无法返回上例的结果。
# Windows
>>> file_path = 'C:/Users/yx/desktop/folderA/helloworld.py' # windows系统中使用 / 分割
>>> file_path.split(os.sep)
['C:/Users/yx/desktop/folderA/helloworld.py']另外，在macOS和Linux中，列表开始会有一个空字符串：
>>> p = '/home/yuxi/helloworld.py'
>>> p.split(os.sep)
['', 'home', 'yuxi', 'helloworld.py']9.查看文件大小和文件夹内容
有办法处理文件路径，就可以搜集特定的文件和文件夹的信息了。
os.path.getsize(path)，可以返回指定path中文件的字节数（大小）。os.listdir(path)，可以返回指定path中文件名的字符串列表（内容）。
注意：不是os.path.listdir
>>> os.path.getsize('C:/Users/yx/desktop/folderA/helloworld.py')
21
>>> os.listdir('C:/Users/yx/desktop/folderA')
['folderB', 'helloworld.py']>>> path = Path('C:/Windows')
>>> for file in os.listdir('C:/Windows'):
... print(f'{file}大小：{os.path.getsize(path / file)}')
...
.soft大小：0
addins大小：0
appcompat大小：4096
apppatch大小：4096
AppReadiness大小：0
assembly大小：4096
bcastdvr大小：0
bfsvc.exe大小：126976
Boot大小：4096
bootstat.dat大小：67584
Branding大小：0
BrowserCore大小：0
CbsTemp大小：0
Containers大小：0
CSC大小：0
Cursors大小：32768
debug大小：0
diagnostics大小：0
DiagTrack大小：4096
DigitalLocker大小：0
Downloaded Program Files大小：0
ELAMBKUP大小：0
en-US大小：4096
explorer.exe大小：3038464
Fonts大小：9830410.使用通配符模式修改文件列表（Path.glob()）
如果要处理特定的文件，Path对象的glob()方法要比os.listdir()更简单一些。glob()方法返回一个生成器对象，将它传递给list()可以查看。
>>> p = Path('C:/Windows')
>>> p.glob('*')
<map object at 0x0000013A8B3D5FF0>
>>> list(p.glob('*'))
[WindowsPath('C:/Windows/.soft'), WindowsPath('C:/Windows/addins'), WindowsPath('C:/Windows/appcompat'), WindowsPath('C:/Windows/apppatch'), WindowsPath('C:/Windows/AppReadiness'), WindowsPath('C:/Windows/assembly'), WindowsPath('C:/Windows/bcastdvr'), WindowsPath('C:/Windows/bfsvc.exe'), WindowsPath('C:/Windows/Boot'), WindowsPath('C:/Windows/bootstat.dat'), WindowsPath('C:/Windows/Branding'), WindowsPath('C:/Windows/BrowserCore'), WindowsPath('C:/Windows/CbsTemp'), WindowsPath('C:/Windows/Containers'), WindowsPath('C:/Windows/CSC'), WindowsPath('C:/Windows/Cursors'), WindowsPath('C:/Windows/debug'), WindowsPath('C:/Windows/diagnostics'), WindowsPath('C:/Windows/DiagTrack'), WindowsPath('C:/Windows/DigitalLocker'), WindowsPath('C:/Windows/Downloaded Program Files'), WindowsPath('C:/Windows/ELAMBKUP'), WindowsPath('C:/Windows/en-US'), WindowsPath('C:/Windows/explorer.exe'), WindowsPath('C:/Windows/Fonts'), WindowsPath('C:/Windows/GameBarPresenceWriter'), WindowsPath('C:/Windows/Globalization'), WindowsPath('C:/Windows/Help'), WindowsPath('C:/Windows/HelpPane.exe'), WindowsPath('C:/Windows/hh.exe'), WindowsPath('C:/Windows/IdentityCRL'), WindowsPath('C:/Windows/IME'), WindowsPath('C:/Windows/ImmersiveControlPanel'), WindowsPath('C:/Windows/InboxApps'), WindowsPath('C:/Windows/INF'), WindowsPath('C:/Windows/Info.xml'), WindowsPath('C:/Windows/InputMethod'), WindowsPath('C:/Windows/Installer'), WindowsPath('C:/Windows/L2Schemas'), WindowsPath('C:/Windows/LanguageOverlayCache'), WindowsPath('C:/Windows/LiveKernelReports'), WindowsPath('C:/Windows/Logs'), WindowsPath('C:/Windows/Media'), WindowsPath('C:/Windows/mib.bin'), WindowsPath('C:/Windows/Microsoft'), WindowsPath('C:/Windows/Microsoft.NET'), WindowsPath('C:/Windows/Migration'), WindowsPath('C:/Windows/ModemLogs'), WindowsPath('C:/Windows/notepad.exe'), WindowsPath('C:/Windows/OCR'), WindowsPath('C:/Windows/Offline Web Pages'), WindowsPath('C:/Windows/Panther'), WindowsPath('C:/Windows/Performance'), WindowsPath('C:/Windows/PLA'), WindowsPath('C:/Windows/PolicyDefinitions'), WindowsPath('C:/Windows/popcinfot.dat'), WindowsPath('C:/Windows/Prefetch'), WindowsPath('C:/Windows/Professional.xml'), WindowsPath('C:/Windows/Provisioning'), WindowsPath('C:/Windows/py.exe'), WindowsPath('C:/Windows/pyshellext.amd64.dll'), WindowsPath('C:/Windows/pyw.exe'), WindowsPath('C:/Windows/regedit.exe'), WindowsPath('C:/Windows/Registration'), WindowsPath('C:/Windows/RemotePackages'), WindowsPath('C:/Windows/rescache'), WindowsPath('C:/Windows/Resources'), WindowsPath('C:/Windows/SchCache'), WindowsPath('C:/Windows/schemas'), WindowsPath('C:/Windows/security'), WindowsPath('C:/Windows/ServiceProfiles'), WindowsPath('C:/Windows/ServiceState'), WindowsPath('C:/Windows/servicing'), WindowsPath('C:/Windows/Setup'), WindowsPath('C:/Windows/setupact.log'), WindowsPath('C:/Windows/setuperr.log'), WindowsPath('C:/Windows/ShellComponents'), WindowsPath('C:/Windows/ShellExperiences'), WindowsPath('C:/Windows/SHELLNEW'), WindowsPath('C:/Windows/SKB'), WindowsPath('C:/Windows/SoftwareDistribution'), WindowsPath('C:/Windows/Speech'), WindowsPath('C:/Windows/Speech_OneCore'), WindowsPath('C:/Windows/splwow64.exe'), WindowsPath('C:/Windows/System'), WindowsPath('C:/Windows/system.ini'), WindowsPath('C:/Windows/System32'), WindowsPath('C:/Windows/SystemApps'), WindowsPath('C:/Windows/SystemResources'), WindowsPath('C:/Windows/SystemTemp'), WindowsPath('C:/Windows/SysWOW64'), WindowsPath('C:/Windows/TAPI'), WindowsPath('C:/Windows/Tasks'), WindowsPath('C:/Windows/Temp'), WindowsPath('C:/Windows/TextInput'), WindowsPath('C:/Windows/TMP'), WindowsPath('C:/Windows/tracing'), WindowsPath('C:/Windows/twain_32'), WindowsPath('C:/Windows/twain_32.dll'), WindowsPath('C:/Windows/UUS'), WindowsPath('C:/Windows/Vss'), WindowsPath('C:/Windows/WaaS'), WindowsPath('C:/Windows/Web'), WindowsPath('C:/Windows/win.ini'), WindowsPath('C:/Windows/WindowsShell.Manifest'), WindowsPath('C:/Windows/WindowsUpdate.log'), WindowsPath('C:/Windows/winhlp32.exe'), WindowsPath('C:/Windows/WinSxS'), WindowsPath('C:/Windows/WMSysPr9.prx'), WindowsPath('C:/Windows/WUModels'), WindowsPath('C:/Windows/zh-CN')]星号（*）代表多个任意字符，因此，上例返回了目录下的所有文件。
类似于正则表达式，可以传递给glob()更多的表达式：
>>> list(p.glob('*.exe')) # 后缀名是.exe的文件
[WindowsPath('C:/Windows/bfsvc.exe'), WindowsPath('C:/Windows/explorer.exe'), WindowsPath('C:/Windows/HelpPane.exe'), WindowsPath('C:/Windows/hh.exe'), WindowsPath('C:/Windows/notepad.exe'), WindowsPath('C:/Windows/py.exe'), WindowsPath('C:/Windows/pyw.exe'), WindowsPath('C:/Windows/regedit.exe'), WindowsPath('C:/Windows/splwow64.exe'), WindowsPath('C:/Windows/winhlp32.exe')]
>>> list(p.glob('explore?.exe')) # ?代表一个字符
[WindowsPath('C:/Windows/explorer.exe')]
>>> list(p.glob('*.?x?')) # 任意名称，后缀名三个字符其中中间字符是x的文件
[WindowsPath('C:/Windows/bfsvc.exe'), WindowsPath('C:/Windows/explorer.exe'), WindowsPath('C:/Windows/HelpPane.exe'), WindowsPath('C:/Windows/hh.exe'), WindowsPath('C:/Windows/notepad.exe'), WindowsPath('C:/Windows/py.exe'), WindowsPath('C:/Windows/pyw.exe'), WindowsPath('C:/Windows/regedit.exe'), WindowsPath('C:/Windows/splwow64.exe'), WindowsPath('C:/Windows/winhlp32.exe')]当然，既然是生成器对象，也可以用for来遍历：
>>> for _ in p.glob('*.?x?'):
... print(_) # print出来的是字符串的形式，不带WindowsPath
...
C:\Windows\bfsvc.exe
C:\Windows\explorer.exe
C:\Windows\HelpPane.exe
C:\Windows\hh.exe
C:\Windows\notepad.exe
C:\Windows\py.exe
C:\Windows\pyw.exe
C:\Windows\regedit.exe
C:\Windows\splwow64.exe
C:\Windows\winhlp32.exe11.检查路径的有效性
如果提供的路径不存在，Python可能会在运行时报错，Path对象有一些方法可以检查路径的有效性：
假定p是一个Path对象，
p.exists()，路径是否存在，返回True或False，
p.is_file()，路径存在且是一个文件，返回True或False，
p.is_dir()，路径存在且是一个文件夹，返回True或False。
# Windows 有文件结构如下
>>> os.listdir(Path.cwd())
['folderB', 'helloworld.py']
>>> exists_dir =Path('C:/Users/yx/desktop/folderA/folderB')
>>> none_exists_dir = Path('C:/Users/yx/desktop/NoneExistsFolder')
>>> exists_file = Path('C:/Users/yx/desktop/folderA/helloworld.py')
>>> none_exists_file = Path('C:/Users/yx/desktop/folderA/NoneExistsFile.py')
# 对存在的文件夹进行验证
>>> exists_dir.exists()
True
>>> exists_dir.is_dir()
True
>>> exists_dir.is_file()
False
# 对不存在的文件夹进行验证
>>> none_exists_dir.exists()
False
>>> none_exists_dir.is_dir()
False
>>> none_exists_dir.is_file()
False
# 对存在的文件进行验证
>>> exists_file.exists()
True
>>> exists_file.is_dir()
False
>>> exists_file.is_file()
True
# 对不能存在的文件进行验证
>>> none_exists_file.exists()
False
>>> none_exists_file.is_dir()
False
>>> none_exists_file.is_file()
False较老的os.path模块提供有os.path.exists(path), os.path.isfile(path), os.path.isdir(path),可以完成相同的任务。
好了，现在我们就可以判断某个文件或文件夹是否存在了。常见的，我们可以用来验证某个光盘或U盘是否已经连接到电脑。
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