heyong.fu
408 lines
11 KiB
Python
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Python
# Python 提供了强大的文件路径操作功能，主要使用 os.path 模块和 pathlib 模块。掌握路径操作对于文件管理、数据处理和跨平台开发至关重要。
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# 核心概念
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# 路径：指向文件或目录的字符串或对象
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# 绝对路径：从根目录开始的完整路径
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# 相对路径：相对于当前工作目录的路径
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# 跨平台：不同操作系统使用不同的路径分隔符
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# 导入必要模块
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import os # 操作系统接口
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import os.path # 传统路径操作
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from pathlib import Path # 现代路径操作（推荐）
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import glob # 文件通配符搜索
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import shutil # 高级文件操作
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# os.path 模块 - 传统路径操作
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# 路径拼接和分解
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# 路径拼接
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# 使用 os.path.join() 自动处理不同操作系统的路径分隔符：
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import os
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# 路径拼接 - 自动处理分隔符
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full_path = os.path.join("父文件夹", "子文件夹", "文件.txt")
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print(full_path) # Linux/Mac: 父文件夹/子文件夹/文件.txt
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# Windows: 父文件夹\子文件夹\文件.txt
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# 获取文件名和目录名
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import os
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path = "/home/user/documents/file.txt"
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# 获取文件名
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print(os.path.basename(path)) # file.txt
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# 获取目录名
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print(os.path.dirname(path)) # /home/user/documents
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# 分割路径
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print(os.path.split(path)) # ('/home/user/documents', 'file.txt')
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# 分离扩展名
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import os
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# 分离文件名和扩展名
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name, ext = os.path.splitext("example.tar.gz")
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print(name) # example.tar
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print(ext) # .gz
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# 获取绝对路径
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import os
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# 获取绝对路径
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print(os.path.abspath("file.txt")) # 不解析符号链接
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print(os.path.realpath("file.txt")) # 解析符号链接
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# 路径检查和属性
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# 函数 描述 返回值
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# os.path.exists() 检查路径是否存在 True/False
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# os.path.isfile() 检查是否为文件 True/False
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# os.path.isdir() 检查是否为目录 True/False
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# os.path.islink() 检查是否为符号链接 True/False
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# os.path.getsize() 获取文件大小 字节数
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# os.path.getmtime() 获取最后修改时间 时间戳
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# os.path.getatime() 获取最后访问时间 时间戳
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import os
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path = "/home/user/documents"
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# 检查路径属性
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print(os.path.exists(path)) # True/False
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print(os.path.isfile(path)) # True/False
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print(os.path.isdir(path)) # True/False
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print(os.path.islink(path)) # True/False
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# 获取文件信息
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if os.path.isfile(path):
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print(f"文件大小: {os.path.getsize(path)} 字节")
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print(f"修改时间: {os.path.getmtime(path)}")
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# pathlib 模块 - 现代路径操作（推荐）
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# pathlib 是 Python 3.4+ 引入的现代路径操作模块，提供面向对象的接口，更加直观和易用。
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# 创建路径对象
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from pathlib import Path
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# 创建路径对象
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path1 = Path("/home/user/documents") # 绝对路径
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path2 = Path("relative/path") # 相对路径
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path3 = Path.cwd() # 当前工作目录
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path4 = Path.home() # 用户主目录
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print(f"绝对路径: {path1}")
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print(f"当前目录: {path3}")
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print(f"用户主目录: {path4}")
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# 路径对象优势
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# 面向对象：更直观的 API 设计
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# 跨平台：自动处理路径分隔符
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# 链式操作：支持方法链式调用
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# 类型安全：更好的类型提示支持
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# 路径属性和方法
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# 基本属性
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from pathlib import Path
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p = Path("/home/user/example/file.txt")
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# 路径组成部分
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print(f"完整路径: {p}") # /home/user/example/file.txt
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print(f"文件名: {p.name}") # file.txt
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print(f"文件名(无后缀): {p.stem}") # file
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print(f"扩展名: {p.suffix}") # .txt
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print(f"父路径: {p.parent}") # /home/user/example
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print(f"磁盘/锚: {p.anchor}") # Linux: /, Windows: C:\
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# 路径修改
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# 路径修改方法
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print(f"替换文件名: {p.with_name('data.csv')}") # /home/user/example/data.csv
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print(f"替换扩展名: {p.with_suffix('.md')}") # /home/user/example/file.md
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# 路径检查
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# 基本检查
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print(f"是否存在: {p.exists()}")
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print(f"是否为文件: {p.is_file()}")
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print(f"是否为目录: {p.is_dir()}")
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print(f"是否为绝对路径: {p.is_absolute()}")
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print(f"绝对路径: {p.resolve()}")
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# 安全获取文件信息
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# 安全地获取文件信息
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if p.is_file():
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stat = p.stat()
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print(f"文件大小: {stat.st_size} 字节")
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print(f"最后修改: {stat.st_mtime}")
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else:
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print("不是文件，无法获取大小和时间")
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# 路径遍历和文件操作
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# 目录遍历
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from pathlib import Path
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folder = Path("src")
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# 遍历目录内容（非递归）
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for item in folder.iterdir():
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print(item)
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# 使用通配符查找文件
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for py_file in folder.glob("*.py"):
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print(py_file)
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# 递归查找文件
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for py_file in folder.rglob("*.py"):
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print(py_file)
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# 目录创建
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# 创建单个目录
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new_folder = Path("new_directory")
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new_folder.mkdir(exist_ok=True) # 已存在不报错
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# 创建多级目录
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deep_folder = Path("level1/level2/level3")
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deep_folder.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
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# 常用遍历方法
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# 方法 描述 递归
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# iterdir() 列出目录内容 否
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# glob(pattern) 通配符查找 否
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# rglob(pattern) 递归查找 是
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# 通配符模式
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# *：匹配任意多个字符
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# ?：匹配单个字符
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# **：递归匹配（仅在 rglob 中有效）
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# 常用路径操作示例
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# 获取当前目录信息
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import os
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from pathlib import Path
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# 获取当前工作目录
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current_dir = os.getcwd() # 返回字符串
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print(f"当前工作目录: {current_dir}")
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# 使用 pathlib 获取当前目录
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current_path = Path.cwd() # 返回 Path 对象
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print(f"当前路径: {current_path}")
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# 获取用户主目录
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home_dir = Path.home()
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print(f"用户主目录: {home_dir}")
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# 路径规范化
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from pathlib import Path
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# 处理相对路径和符号链接
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path = Path("../../Documents/../file.txt")
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print(f"原始路径: {path}")
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print(f"解析后路径: {path.resolve()}")
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# 计算相对路径
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base_path = Path("/home/user/documents")
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target_path = Path("/home/user/documents/work/project/file.txt")
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relative_path = target_path.relative_to(base_path)
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print(f"相对路径: {relative_path}") # work/project/file.txt
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# 文件路径操作综合示例
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from pathlib import Path
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# 定义多种路径示例
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paths = [
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"/home/user/documents/report.pdf",
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"relative/path/file.txt",
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"../parent/file.py",
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"file_no_extension",
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"archive.tar.gz",
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]
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# 分析每个路径
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for path_str in paths:
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path = Path(path_str)
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print(f"\n分析路径: {path}")
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print(f"文件名: {path.name}")
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print(f"主干名: {path.stem}")
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print(f"扩展名: {path.suffix}")
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print(f"父目录: {path.parent}")
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print(f"是否为绝对路径: {path.is_absolute()}")
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# 文件和目录操作
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# 文件操作
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# 使用 pathlib 进行文件操作更加简洁和安全
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from pathlib import Path
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# 创建文件并写入内容
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file_path = Path("test.txt")
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file_path.write_text("Hello, World!", encoding="utf-8")
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# 读取文件内容
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content = file_path.read_text(encoding="utf-8")
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print(content)
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# 获取文件信息
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if file_path.exists():
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stat = file_path.stat()
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print(f"文件大小: {stat.st_size} 字节")
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print(f"最后修改: {stat.st_mtime}")
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# 重命名文件
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new_path = file_path.rename("new_test.txt")
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# 文件操作优势
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# 简洁性：一行代码完成文件读写
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# 安全性：自动处理编码和异常
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# 跨平台：自动处理路径分隔符
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# 类型安全：更好的错误提示
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# 目录操作
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# 创建目录
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from pathlib import Path
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import shutil
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# 创建单个目录
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Path("example_dir").mkdir(exist_ok=True)
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# 创建多级目录
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Path("parent/child/grandchild").mkdir(parents=True, exist_ok=True)
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# 遍历目录
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# 遍历目录内容
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folder = Path("example_dir")
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print("目录内容:")
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for item in folder.iterdir():
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if item.is_dir():
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print(f"目录: {item.name}")
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else:
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print(f"文件: {item.name}")
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# 目录复制和删除
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# 复制整个目录
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shutil.copytree("example_dir", "copy_dir", dirs_exist_ok=True)
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# 删除空目录
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Path("empty_dir").mkdir(exist_ok=True)
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|
Path("empty_dir").rmdir()
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# 删除非空目录
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shutil.rmtree("copy_dir")
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# 目录操作优势
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# 安全性：exist_ok=True 避免重复创建错误
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# 递归性：parents=True 自动创建父目录
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# 完整性：shutil 提供完整的目录操作
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# 跨平台：自动处理不同操作系统的差异
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# 跨平台路径处理
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# 操作系统检测
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from pathlib import Path
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import os
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# 根据操作系统选择路径
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if os.name == "nt": # Windows
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path = Path("C:/Users/Name/Documents")
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else: # Unix/Linux/Mac
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path = Path("/home/name/documents")
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# 路径拼接
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file_path = path / "subfolder" / "file.txt"
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print(f"文件路径: {file_path}")
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# 转换为字符串
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path_str = str(file_path)
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print(f"字符串路径: {path_str}")
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# 跨平台优势
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# 自动分隔符：pathlib 自动处理 / 和 \
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# 路径标准化：统一路径表示方式
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# 兼容性：代码在不同系统上都能正常工作
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# 类型安全：Path 对象提供更好的类型提示
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# 实用函数示例
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# 文件查找函数
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from pathlib import Path
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def find_files_by_extension(directory, extension):
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"""查找指定目录下指定扩展名的所有文件"""
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directory_path = Path(directory)
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return list(directory_path.rglob(f"*{extension}"))
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# 使用示例
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python_files = find_files_by_extension(".", ".py")
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print("找到的 Python 文件:")
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for file in python_files:
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print(f" {file}")
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# 文件信息获取函数
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def get_file_info(file_path):
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|
"""获取文件的详细信息"""
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path = Path(file_path)
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if path.exists() and path.is_file():
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stat = path.stat()
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return {
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"name": path.name,
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"size": stat.st_size,
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|
"modified": stat.st_mtime,
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|
"absolute_path": str(path.absolute()),
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|
}
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return None
|
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# 使用示例
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if python_files:
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file_info = get_file_info(python_files[0])
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print(f"文件信息: {file_info}")
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# 文件备份函数
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import shutil
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def create_backup(file_path):
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|
"""创建文件备份"""
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path = Path(file_path)
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if path.exists() and path.is_file():
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backup_path = path.with_suffix(".bak")
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shutil.copy2(path, backup_path)
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return backup_path
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return None
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# 使用示例
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backup_file = create_backup("example.txt")
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if backup_file:
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print(f"备份文件: {backup_file}")
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# 实用函数优势
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# 模块化：每个函数专注单一功能
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# 可重用：可以在不同项目中重复使用
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# 错误处理：包含适当的错误检查
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# 类型安全：使用 Path 对象提供更好的类型支持
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# 最佳实践
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# 10.1.路径操作原则
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# 使用 pathlib：新项目推荐使用 pathlib，更现代、更直观
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# 路径分隔符：使用 / 或 os.path.join()，避免直接使用 \
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# 路径检查：操作前检查路径是否存在
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# 异常处理：使用 try-except 处理路径操作错误
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# 跨平台兼容：确保代码在不同操作系统上都能正常工作
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# 10.2.性能优化建议
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# 缓存路径对象：避免重复创建 Path 对象
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# 批量操作：使用 glob 和 rglob 进行批量文件操作
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# 路径规范化：使用 resolve() 获取规范路径
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# 内存管理：及时释放不需要的路径对象
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# 10.3.安全注意事项
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# 路径验证：验证用户输入的路径
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# 权限检查：确保有足够的文件操作权限
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# 符号链接：注意符号链接可能带来的安全风险
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# 路径遍历：防止路径遍历攻击
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