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Pythonos模块的介绍和用法

python官方库中比较重要的两个模块是sys和os，今天我们来看一下另外一个重要模块os的用法。
os模块是直接和系统调用或者说系统提供的api打交道的模块，因此可以把它的功能分为3大类，分别是：

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  1. POSIX工具，即处理文件系统相关的功能
  2. 提供跨平台能力的功能或函数
  3. 运行系统命令相关的函数

1.  文件系统处理相关函数

一般在做文件或目录操作的时候，最常用的基本都是增删改查，os模块提供了对应的函数如下：

  • os.remove()  删除文件
  • os.rename()  重命名文件或目录
  • os.mkdir() / os.makedirs()  创建单个目录 / 创建多级目录
  • os.rmdir() / os.removedirs()  删除空目录 / 删除多级空目录
  • os.copy('_dir', 'newfile') 复制文件或目录到新的目录中，
  • os.listdir() 显示当前目录下的文件或目录，如果参数是路径，那么显示这个路径下的文件。
  • os.chdir('/path/to/new/dir')  切换当前工作目录到新的工作目录

在上面的代码中我们可以看到，os模块提供了对文件的修改、删除和查询方法，对目录提供了创建、删除、修改和删除的方法。但是没有创建文件的方法，这是为什么呢？因为在python中，创建文件一般是通过Python提供的通用open方法来实现的。os.open这个方法有，但是只能打开已有的文件，在文件不存在时会报错，而不会自动去创建这个文件。

来看一下几个示例

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

# 创建目录和多级目录
>>> 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']

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

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

# 删除目录，此时test1为非空目录，报错。
>>> os.rmdir('test1')
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
OSError: [Errno 39] Directory not empty: 'test1'

# 迭代删除多个空目录，此时要出给出多个目录完整路径
>>> os.removedirs('test1/t2/t3')
>>> os.listdir()
[]

在上面的示例中，我们演示了os模块中用来增删改查文件和目录的相关函数，最后留下一个小问题，非空的目录该怎么删除呢？感兴趣的同学可以尝试以下，我们明天来答疑解惑。

2. 提供跨平台能力的功能或函数

提到跨平台，可能我们最常遇到的就是两个东西，一个是换行符，一个是路径分隔符。
在windows系统中，换行符是 \r\n，而Linux和Unix中，换行符是 \n。在windows中，路径分隔符是反斜杠 \ ，例如windows系统下的路径一般是"C:\windows\system32\"，而Linux和Unix中，路径分隔符是斜杆 / 。如果你写的程序在多个平台上都可以正常运行，一般会怎么做呢？

看了我们昨天关于sys模块的同学可能记得，sys模块有一个platform函数，可以输出系统版本，那么这个时候就可以根据它的值，来选择对应的换行符和路径分隔符。但是因为需要自己来判断，还是略微有些麻烦。
作为一个程序员，当然是要把麻烦的事情简单化，os就提供了若干个这样的跨平台属性，如下所示：

  • os.sep  根据系统类型输出对应的路径分隔符
  • os.linesep 根据系统类型自动输出对应的换行符
  • os.pathsep  系统中用来分隔环境变量路径的符号
  • os.path.join()  用于拼接路径，并根据系统类型自动返回对应路径分隔符分隔的路径；
  • os.path.split() 用于切割路径，根据系统类型自动选择对应的分隔符来分割；

我们来看一下这几个函数的应用示例

# windows系统对应操作符
>>> os.sep, os.linesep, os.pathsep
('\\', '\r\n', ';')

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

# Linux系统对应操作符
>>> os.sep, os.linesep, os.pathsep
('/', '\n', ':')

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

3. 运行系统命令相关的函数

在文章的最开始，我们说，os是一个很底层的模块，它会和系统提供的API或者系统调用进行交互。也就是说它可以用来对系统进行管理。它是怎么做到的呢？os提供了一些函数，可以让你直接调用系统提供的命令，相当于是你直接来操作系统一样。如下所示：

  • os.system() 在python脚本中运行shell命令
  • os.popen() 运行shell命令并与其输入流或输出流相连接，也就是说可以给shell命令提供输入参数或者获取它的命令执行结果

下面我们来看一下这两个函数的用法：
示例1. os.system运行系统命令

>>> 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

我们使用一个变量来接收命令是否正确执行的结果。而命令执行后的内容会直接输出到控制台上。

如果我们想要把命令执行后的内容都收集起来呢？那么就需要用到os.popen这个函数了，用法如下：

# 所有内容收集为一行
>>> 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'

# 多行内容以列表形式返回
>>> 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']

上面只是演示了这样两个简单的示例，但是根据这样的用法指导，你还可以使用os的这两个函数，来调用更复杂的系统命令。来完成python模块无法完成的任务。这也是为什么python被称为 "胶水语言" 的原因，因为它可以粘合多种不同样式的命令


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