Python文件操作系统操作指南

在Python编程中，文件系统的管理是至关重要的技能之一，无论是读取文本文件、处理CSV数据、编写日志，还是进行文件和目录的创建、移动、复制、删除等操作。本指南将全面介绍如何利用Python标准库中的os和shutil模块来有效地管理和操作文件系统。

一、基本概念与导入模块

Python提供了`os`模块来与操作系统交互，包括文件和目录的管理。为了进行更复杂的文件操作，还可以使用`shutil`模块，它封装了一些高级文件和目录操作的功能。首先，确保导入这两个模块：
import os
import shutil

二、文件与目录操作基础

1. 获取当前工作目录

利用`os.getcwd()`可以获取当前Python脚本所在的目录：
current_dir = os.getcwd()
print(current_dir)

2. 改变当前工作目录

使用`os.chdir()`更改当前工作目录：
os.chdir('/path/to/new/directory')

3. 创建目录

若要创建一个新目录，可以使用`os.mkdir()`或`os.makedirs()`（用于创建多级目录）：
os.mkdir('new_directory')
os.makedirs('new/sub/directory')

4. 列出目录内容

`os.listdir()`返回指定目录下的文件和子目录名列表：
filenames = os.listdir('.')

5. 判断路径是否存在

使用`os.path.exists()`或`os.path.isdir()`/`os.path.isfile()`检查路径是否为存在的文件或目录：
is_present = os.path.exists('path_to_file_or_dir')
is_directory = os.path.isdir('path_to_dir')
is_file = os.path.isfile('path_to_file')

三、文件操作

1. 打开和关闭文件

使用内置的`open()`函数打开文件，通过`'r'`、`'w'`、`'a'`、`'x'`等方式指定读、写、追加或独占创建模式：
with open('example.txt', 'w') as f:
f.write('Hello, File System!\n')
使用上下文管理器（`with`关键字）自动关闭文件，防止资源泄露。

2. 读取文件内容

可以通过循环逐行读取文件，或者一次性读取全部内容：
with open('example.txt', 'r') as f:
lines = f.readlines() # 逐行读取
content = f.read() # 全部读取

3. 重命名和删除文件

使用`os.rename()`重命名文件，`os.remove()`或`os.unlink()`删除文件：
os.rename('old_file.txt', 'new_file.txt')
os.remove('file_to_delete.txt')

四、高级文件和目录操作

1. 复制文件和目录

使用`shutil.copyfile()`复制单个文件，`shutil.copy()`复制文件的同时保留元数据，`shutil.copytree()`复制整个目录树：
shutil.copyfile('source.txt', 'destination.txt')
shutil.copy('source.txt', 'dir/destination.txt')
shutil.copytree('src_dir', 'dst_dir')

2. 移动和重命名目录

移动文件和目录实际上是重命名操作，因此可以使用`os.rename()`，对于跨越不同分区的情况，推荐使用`shutil.move()`：
os.rename('current_dir', 'new_dir')
shutil.move('src_file', 'dst_path')

使用递归或者其他迭代方法遍历目录及其子目录的所有文件：
for root, dirs, files in os.walk('top_level_directory'):
for file in files:
print(os.path.join(root, file))

五、路径操作

Python的`os.path`模块提供了很多处理路径的方法，如连接路径、分割路径、获取文件扩展名等：
absolute_path = os.path.abspath('relative/path')
joined_path = os.path.join('directory', 'filename.txt')
base_name = os.path.basename('/path/to/file.ext')
extension = os.path.splitext('file.ext')[1]