日常對于批量處理文件的需求非常多，用Python/ target=_blank class=infotextkey>Python寫腳本可以非常方便地實現，但在這過程中難免會和文件打交道，第一次做會有很多文件的操作無從下手，只能找度娘。

本篇文章整理了10個Python中最常用到的文件操作，無論是批處理還是讀取文件都會用到，相信這個梳理會有所幫助。

1. 顯示當前目錄

當我們想知道當前的工作目錄是什么的時候，我們可以簡單地使用 os 模塊的 getcwd() 功能，或者使用 pathlib 的 cwd() ，如下所示。

>>> # 第一種方法：顯示當前目錄
... import os
... print("當前工作目錄:", os.getcwd())
... 
Current Work Directory: /Users/ycui1/PycharmProjects/Medium_Python_Tutorials

>>> # 第二種方法：或者我們也可以使用 pathlib
... from pathlib import Path
... print("當前工作目錄:", Path.cwd())
... 
Current Work Directory: /Users/ycui1/PycharmProjects/Medium_Python_Tutorials

如果使用的是舊版本的Python（<3.4），則必須使用該os模塊。

2. 建立一個新目錄

要創建目錄，可以使用 os 模塊的 mkdir() 功能。該函數將在指定的路徑下創建目錄，如果僅使用目錄名稱，則將在當前目錄中創建文件夾，即絕對路徑和相對路徑的概念。

>>> # 在當前文件夾創建新目錄
... os.mkdir("test_folder")
... print("目錄是否存在:", os.path.exists("test_folder"))
... 
目錄是否存在: True
>>> # 在特定文件夾創建新目錄
... os.mkdir('/Users/ycui1/PycharmProjects/tmp_folder')
... print("目錄是否存在:", os.path.exists('/Users/ycui1/PycharmProjects/tmp_folder'))
... 
目錄是否存在: True

但是，如果想要建立一個多層級的目錄，比如文件夾中下的文件夾），則需要使用該 makedirs() 功能。

>>> # 創建包含子目錄的目錄
... os.makedirs('tmp_level0/tmp_level1')
... print("目錄是否存在:", os.path.exists("tmp_level0/tmp_level1"))
... 
Is the directory there: True

如果使用最新版本的Python（≥3.4），則可以考慮利用 pathlib 模塊創建新目錄。它不僅可以創建子目錄，而且可以處理路徑中所有丟失的目錄。

# 使用 pathlib
from pathlib import Path
Path("test_folder").mkdir(parents=True, exist_ok=True)

需要注意一個問題，如果嘗試多次運行上述某些代碼，可能會遇到問題“無法創建已經存在的新目錄”。我們可以將 exist_ok 參設置為 True 來處理此問題（默認值False值將阻止我們創建目錄）。

>>> # 使用 pathlib
... from pathlib import Path
... Path("test_folder").mkdir(parents=True, exist_ok=False)
... 
Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 3, in <module>
  File "/Users/ycui1/.conda/envs/Medium/lib/python3.8/pathlib.py", line 1284, in mkdir
    self._accessor.mkdir(self, mode)
FileExistsError: [Errno 17] File exists: 'test_folder'

3. 刪除目錄和文件

完成對某些文件或文件夾的操作后，我們可能希望刪除它。為此，我們可以使用 os 模塊中的 remove() 函數來刪除文件。如果要刪除文件夾，我們應該改用 rmdir() 。

>>> # 刪除一個文件
... print(f"* 刪除文件前 {os.path.isfile('tmp.txt')}")
... os.remove('tmp.txt')
... print(f"* 刪除文件后 {os.path.exists('tmp.txt')}")
... 
* 刪除文件前 True
* 刪除文件后 False
>>> # 刪除一個文件夾
... print(f"* 刪除文件夾前 {os.path.isdir('tmp_folder')}")
... os.rmdir('tmp_folder')
... print(f"* 刪除文件夾后 {os.path.exists('tmp_folder')}")
... 
* 刪除文件夾前 True
* 刪除文件夾后 False

如果使用 pathlib 模塊,可以使用 unlink() 方法，而刪除目錄可以使用 rmdir() 方法。請注意，這兩種方法都是Path對象的實例方法。

4. 獲取文件列表

當我們分析某個工作或機器學習項目進行數據處理時，需要獲取特定目錄中的文件列表。

通常，文件名具有匹配的模式。假設我們要查找目錄中的所有.txt文件，可使用Path對象的方法 glob() 來實現。 glob() 方法創建了一個生成器，允許我們進行迭代。

>>> txt_files = list(Path('.').glob("*.txt"))
... print("Txt files:", txt_files)
... 
Txt files: [PosixPath('hello_world.txt'), PosixPath('hello.txt')]

另外，直接使用 glob模塊也很方便，如下所示，通過創建可以使用的文件名列表，它具有相似的功能。在大多數情況下，例如文件讀取和寫入，兩者都可以使用。

>>> from glob import glob
... files = list(glob('h*'))
... print("以h開頭的文件:", files)
... 
Files starting with h: ['hello_world.txt', 'hello.txt']

5. 移動和復制文件

移動文件

常規文件管理任務之一是移動和復制文件。在Python中，這些工作可以非常輕松地完成。要移動文件，只需將其舊目錄替換為目標目錄即可重命名該文件。假設我們需要將所有.txt文件移動到另一個文件夾，下面用 Path 來實現。

>>> target_folder = Path("目標文件")
... target_folder.mkdir(parents=True,exist_ok=True)
... source_folder = Path('.')
... 
... txt_files = source_folder.glob('*.txt')
... for txt_file in txt_files:
...     filename = txt_file.name
...     target_path = target_folder.joinpath(filename)
...     print(f"** 移動文件 {filename}")
...     print("目標文件存在:", target_path.exists())
...     txt_file.rename(target_path)
...     print("目標文件存在:", target_path.exists(), 'n')
... 
** 移動文件 hello_world.txt
目標文件存在: False
目標文件存在: True 

** 移動文件 hello.txt
目標文件存在: False
目標文件存在: True

復制文件

我們可以利用 _shutil_ 模塊中可用的功能，_shutil_模塊是標準庫中另一個用于文件操作的有用模塊。我們可以 copy() 通過將源文件和目標文件指定為字符串來在模塊中使用該函數。一個簡單的例子如下所示。當然，您可以將 copy() 函數與 glob() 函數結合使用，以處理具有相同模式的一堆文件。

>>> import shutil
... 
... source_file = "target_folder/hello.txt"
... target_file = "hello2.txt"
... target_file_path = Path(target_file)
... print("* 復制前，文件存在:", target_file_path.exists())
... shutil.copy(source_file, target_file)
... print("* 復制后，文件存在:", target_file_path.exists())
... 
* 復制前，文件存在: False
* 復制后，文件存在: True

6. 檢查目錄/文件

上面的示例中一直在使用 exists() 方法來檢查是否存在特定路徑。如果存在，返回True；如果不存在，則返回False。此功能在 os 和 pathlib 模塊中均可用，各自的用法如下。

# os 模塊中 exists() 用法
os.path.exists('path_to_check')

# pathlib 模塊中 exists() 用法
Path('directory_path').exists()

使用 pathlib ，我們還可以檢查路徑是目錄還是文件。

# 檢查路徑是否是目錄
os.path.isdir('需要檢查的路徑')
Path('需要檢查的路徑').is_dir()

# 檢查路徑是否是文件
os.path.isfile('需要檢查的路徑')
Path('需要檢查的路徑').is_file()

7. 獲取文件信息

文件名稱

處理文件時，許多情況下都需要提取文件名。使用Path非常簡單，可以在Path對象上查看name屬性 path.name 。如果不想帶后綴，可以查看stem屬性 path.stem 。

for py_file in Path().glob('c*.py'):
...     print('Name with extension:', py_file.name)
...     print('Name only:', py_file.stem)
... 
帶文件后綴: closures.py
只有文件名: closures
帶文件后綴: counter.py
只有文件名: counter
帶文件后綴: context_management.py
只有文件名: context_management

文件后綴

如果想單獨提取文件的后綴，可查看Path對象的 suffix 屬性。

>>> file_path = Path('closures.py')
... print("文件后綴:", file_path.suffix)
... 
File Extension: .py

文件更多信息

如果要獲取有關文件的更多信息，例如文件大小和修改時間，則可以使用該 stat() 方法，該方法和 os.stat() 一樣。

>>> # 路徑 path 對象
... current_file_path = Path('iterable_usages.py')
... file_stat = current_file_path.stat()
... 
>>> # 獲取文件大小:
... print("文件大小（Bytes）:", file_stat.st_size)
文件大小（Bytes）: 3531
>>> # 獲取最近訪問時間
... print("最近訪問時間:", file_stat.st_atime)
最近訪問時間: 1595435202.310935
>>> # 獲取最近修改時間
... print("最近修改時間:", file_stat.st_mtime)
最近修改時間: 1594127561.3204417

8. 讀取文件

最重要的文件操作之一就是從文件中讀取數據。讀取文件，最常規的方法是使用內置 open() 函數創建文件對象。默認情況下，該函數將以讀取模式打開文件，并將文件中的數據視為文本。

>>> # 讀取所有的文本
... with open("hello2.txt", 'r') as file:
...     print(file.read())
... 
Hello World!
Hello Python!
>>> # 逐行的讀取
... with open("hello2.txt", 'r') as file:
...     for i, line in enumerate(file, 1):
...         print(f"* 讀取行 #{i}: {line}") 
... 
* 讀取行 #1: Hello World!

* 讀取行 #2: Hello Python!

如果文件中沒有太多數據，則可以使用該 read() 方法一次讀取所有內容。但如果文件很大，則應考慮使用生成器，生成器可以逐行處理數據。

默認將文件內容視為文本。如果要使用二進制文件，則應明確指定用 r 還是 rb 。

另一個棘手的問題是 文件的編碼 。在正常情況下， open() 處理編碼使用 utf-8 編碼，如果要使用其他編碼處理文件，應設置 encoding 參數。

9. 寫入文件

仍然使用 open() 函數,將模式改為 w 或 a 打開文件來創建文件對象。 w 模式下會覆蓋舊數據寫入新數據， a 模式下可在原有數據基礎上增加新數據。

>>> # 向文件中寫入新數據
... with open("hello3.txt", 'w') as file:
...     text_to_write = "Hello Files From Writing"
...     file.write(text_to_write)
... 
>>> # 增加一些數據
... with open("hello3.txt", 'a') as file:
...     text_to_write = "nHello Files From Appending"
...     file.write(text_to_write)
... 
>>> # 檢查文件數據是否正確
... with open("hello3.txt") as file:
...     print(file.read())
... 
Hello Files From Writing
Hello Files From Appending

上面每次打開文件時都使用 with 語句。

with 語句為我們創建了一個處理文件的上下文，當我們完成文件操作后，它可以關閉文件對象。這點很重要，如果我們不及時關閉打開的文件對象，它很有可能會被損壞。

10. 壓縮和解壓縮文件

壓縮文件

zipfile 模塊提供了文件壓縮的功能。使用 ZipFile() 函數創建一個 zip 文件對象，類似于我們對open()函數所做的操作，兩者都涉及創建由上下文管理器管理的文件對象。

>>> from zipfile import ZipFile
... 
... # 創建壓縮文件
... with ZipFile('text_files.zip', 'w') as file:
...     for txt_file in Path().glob('*.txt'):
...         print(f"*添加文件: {txt_file.name} 到壓縮文件")
...         file.write(txt_file)
... 
*添加文件: hello3.txt 到壓縮文件
*添加文件: hello2.txt 到壓縮文件

解壓縮文件

>>> # 解壓縮文件
... with ZipFile('text_files.zip') as zip_file:
...     zip_file.printdir()
...     zip_file.extractall()
... 
File Name                                             Modified             Size
hello3.txt                                     2020-07-30 20:29:50           51
hello2.txt                                     2020-07-30 18:29:52           26