文件和目录操作

• 掌握 os、shutil、pathlib 三大模块的核心用法

• 能独立完成目录遍历、创建 / 删除、复制 / 移动、批量重命名等操作

• 理解面向对象路径处理 pathlib 的优势，替代传统字符串路径

核心讲解

文件读写是基础，文件和目录操作是自动化脚本的核心能力。Python 提供了多层级的工具，从底层系统调用到高层封装，满足不同场景需求。

（1）os 模块：系统级文件目录操作

os 是最基础的系统交互模块，封装了操作系统的文件目录 API。

• 路径操作：os.path.join() 拼接路径、os.path.abspath() 获取绝对路径、os.path.exists() 判断是否存在、os.path.isfile()/isdir() 判断类型

• 目录操作：os.mkdir() 创建单级目录、os.makedirs() 创建多级目录、os.rmdir() 删除空目录、os.listdir() 列出目录下所有文件

• 文件属性：os.path.getsize() 获取文件大小、os.path.getmtime() 获取修改时间

• 遍历目录：os.walk() 递归遍历所有子目录和文件，是批量处理文件的核心函数

（2）shutil 模块：高级文件操作

shutil 是 os 的补充，提供了更高级的文件操作，专门处理复制、移动、删除、压缩等场景。

• shutil.copy() / shutil.copy2()：复制文件，copy2 保留文件元信息

• shutil.move()：移动 / 重命名文件

• shutil.rmtree()：递归删除非空目录（慎用！）

• shutil.make_archive() / shutil.unpack_archive()：压缩和解压文件

（3）pathlib 模块：面向对象的路径处理（推荐）

Python3.4+ 引入的现代化路径库，用面向对象的方式处理路径，替代 os.path 的字符串操作，代码更优雅、不易出错。

• 核心类：Path() 创建路径对象

• 常用操作：/ 运算符拼接路径、exists() 判断存在、mkdir() 创建目录、glob() 模式匹配文件、iterdir() 遍历目录

• 优势：跨平台自动适配路径分隔符，支持链式调用，代码可读性强

代码示例

import os
import shutil
from pathlib import Path

# ===== os模块示例 =====
# 拼接路径
file_path = os.path.join("data", "test.txt")
print("绝对路径：", os.path.abspath(file_path))

# 创建多级目录
os.makedirs("project/subdir", exist_ok=True)

# 遍历目录
for root, dirs, files in os.walk("project"):
    for f in files:
        print(os.path.join(root, f))

# ===== shutil模块示例 =====
# 复制文件
shutil.copy("test.txt", "project/test_copy.txt")
# 移动文件
shutil.move("project/test_copy.txt", "project/subdir/")
# 压缩文件夹
shutil.make_archive("project_backup", "zip", "project")

# ===== pathlib模块示例（推荐） =====
# 创建路径对象
p = Path("data") / "demo.txt"
# 判断并创建父目录
p.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
# 写入文件
p.write_text("Hello pathlib", encoding="utf-8")
# 读取文件
print(p.read_text(encoding="utf-8"))

# 模式匹配所有py文件
py_files = list(Path(".").glob("*.py"))
print("当前目录py文件：", py_files)

# 遍历目录
for item in Path("project").iterdir():
    if item.is_file():
        print(f"文件：{item.name}，大小：{item.stat().st_size}字节")

常见误区

1. 路径拼接用字符串拼接：手动用 + "\\" 拼接路径，Windows 和 macOS/Linux 不兼容，务必用 os.path.join 或 pathlib

2. rmtree 误删数据：shutil.rmtree() 会直接递归删除所有内容，没有回收站，使用前务必校验路径

3. 相对路径依赖工作目录：相对路径取决于程序运行时的工作目录，不是文件所在目录，关键场景优先用绝对路径

4. 忽略文件权限：创建 / 删除文件时可能遇到权限不足，Windows 尤其注意管理员权限

课后练习

1. 编写脚本：在当前目录创建 docs/images 两级目录

2. 编写脚本：遍历指定目录，找出所有 .txt 文件，统计总大小

3. 用 pathlib 实现：批量将指定目录下的所有 .txt 文件重命名为 .md

4. 尝试将一个文件夹压缩成 zip 格式，再解压到指定目录