使用pathlib模块操作目录

pathlib模块提供了一组面向对象的类，这些类可代表各种操作系统上的路径，程序可通过这些类操作路径。

PurePath：代表并不访问实际文件系统的“纯路径”
Path：代表访问实际文件系统的“真正路径”

PurePath的基本功能

程序在创建PurePath和Path时，即可传入单个路径字符串，也可以传入多个路径字符串，PurePath会将它们拼接成一个字符串。

pp= PurePosixPath ( ’ crazyit ’,’some/path ’,’info ’ ) 
＃看到输出 UNIX 风格的路径
print(pp) # crazyit/ some/path/info

如果在创建PurePath不传入任何参数，系统默认创建代表当前路径的PurePath

＃如果不传入参数，默认使用当前路径
pp = Pure Path () 
print(pp) #.

如果在创建PurrePath时传入的参数包含多个根路径，则只有最后一个根路径及后面的子路径生效

＃如果传入的参数包含多个根路径 ，则只有最后一个根路径及后面的子路径生效
pp= PurePosixPath ('/etc''/usr','lib64')
print(pp) # / usr/ lib64 
pp = PureW ndowsPath ( 'c: /Windows','d:info' ) 
print (pp) # d : info

如果在创建PurePath时传入的路径字符串有多个斜杠和点号，系统会直接忽略它们，但不会忽略两点，因为两点在路径中有实际意义

＃在路径字符串中多出来的斜杠和点号（代表当前路径）都会被忽略
pp= PurePath ('foo//bar')
print(pp) # foo\ bar 
pp= PurePath ('foo/./bar') 
print(pp) # foo\bar

PurePath对象支持各种比较运算符，既可比较是否相等，也可比较大小—实际上就是比较它们的路径字符串

PurePath的属性和方法

PurePath提供了不少属性和方法，这些属性和方法主要还是用于操作路径字符串：

PurePath.parts：该属性返回路径字符串中所包含的各部分
PurePath.drive：该属性返回路径字符串中的驱动器盘符
PurePath.root：该属性发返回路径字符串中的根路径
PurePath.anchor：该属性返回路径字符串中的盘符和根路径
PurePath.parents：该属性返回当前路径的全部父路径
PurePath.parent：该属性返回当前路径的上一级路径，相当于parents[0]的返回值
PurePath.name：该属性返回当前路径中的文件名
PurePath.suffixes：该属性返回当前路径中的文件所有后缀名
PurePath.suffix：该属性返回当前路径中的文件后缀名
PurePath.stem：该属性返回当前路径中的主文件名
PurePath.as_posix()：将当前路径转换成UNIX风格的路径
PurePath.as_uri()：将当前路径转换成URL
PurePath.as_absolute()：判断当前路径是否为绝对路径
PurePath.joinpath(*other)：将多个路径连接在一起
PurePath.match(pattern)：判断当前路径是否匹配指定通配符
PurePath.relative_to(*other)：获取当前路径中去除基准路径之后的结果
PurePath.with_name(name)：将当前路径中的文件名替换成新文件名
PurePath.with_suffix(suffix)：将当前路径中的文件后缀名替换成新的后缀名

Path的功能和用法

Path是PurePath的子类，它除支持PurePath的各种操作、属性和方法之外，还会真正访问底层的文件系统，包括判断Path对应的路径是否存在，获取Path对应路径的各种属性，甚至可以对文件进行读写。
Path提供了两个子类：PosixPath和WindowsPath，前者代表UNIX风格的路径，后者代表Windows风格的路径。

is_xxx()：判断该Path对应的路径是否为xxx
exists()：判断该Path对应的目录是否存在
iterdir()：返回Path对应目录下的所有目录和文件
glob()：获取Path对应目录及其子目录下匹配指定模式的所有文件

使用os.path操作目录

在os.path模块下提供了一些操作目录的方法：

exists()：判断该目录是否存在
getctime()：获取目录的创建时间
getmtime()：获取目录的最后一次修改时间
getatime()：获取目录的最后一次访问时间
getsize()：获取指定文件的大小

使用fnmatch处理文件名匹配

fnmatch匹配支持如下通配符：

*：可匹配任意个任意字符
?：可匹配一个任意字符
[字符序列]：可匹配中括号里字符序列中的任意字符
[!字符序列]：可匹配不在中括号里字符序列中的任意字符
fnmatch.fnmatch(filename,pattern)：判断指定文件名是否匹配指定pattern
fnmatch.fnmatchcase(filename,pattern)：与上一个函数功能大致相同，只是该函数区分大小写
fnmatch.filter(filename,pattern)：该函数对names列表进行过滤，返回names列表中匹配pattern的文件名组成的子集合
fnmatch.translate(filename,pattern)：该函数用于将一个UNIX shell风格的pattern转换为正则表达式pattern

打开文件

Python提供了一个内置的open()函数，用于打开指定文件，该函数的语法格式如下：

open(file_name [,access_mode][,buffering])

打开文件之后，就可调用文件对象的属性和方法：

file.closed：该属性返回文件是否已经关闭
file.mode：该属性返回被打开文件的访问模型
file.name：该属性返回文件的名称

文件打开模式

模式	意义
r	只读模式
w	写模式
a	追加模式
+	读写模式
b	二进制模式，可与其他模式结合使用

如果使用r或r+模式打开文件，则要求被打开的文件本身是存在的，r或r+模式不能创建文件；如果使用w、w+、a、a+模式打开文件，则文件可以不存在，open()函数会自动创建新文件；b模式可被追加到其他模式上，用于代表以二进制的方式来读写文件内容

读取文件

Python既可使用文件对象的方法来读取文件，也可使用其他模块的函数来读取文件

按字节或字符读取

文件对象提供了read()方法来按字节或字符读取文件内容，到底是读取字节还是字符，则取决于是否使用了b模式，如果使用了b模式，则每次读取一个字节；如果没有使用b模式，则每次读取一个字符。在调用该方法时可传入一个整数作为参数，用于指定最多读取多少个字节或字符。

如果要读取的文件所使用的字符集和当前操作系统的字符集不匹配，则有两种解决方式：

使用二进制模式读取，然后用bytes的decode()方法恢复成字符串
利用codes模块的open()函数来打开文件，该函数在打开文件时允许指定字符集

# 指定使用二进制方式读取文件内容
f = open("read_test3.py", 'rb', True)
# 直接读取全部文件，并调用bytes的decode将字节内容恢复成字符串
print(f.read().decode('utf-8'))
f.close()

按行读取

如果程序要读取行，通常只能用文本方式来读取，文件对象提供了如下两个方法来读取行：

readline([n])：读取一行内容，如果指定了参数n，则只读取此行内的n各字符
readlines()：读取文件内所有行

import codecs
# 指定使用utf-8字符集读取文件内容
f = codecs.open("readline_test.py", 'r', 'utf-8', buffering=True)
while True:
    # 每次读取一行
    line = f.readline()
    # 如果没有读到数据，跳出循环
    if not line: break
    # 输出line
    print(line, end='')
f.close()

程序使用readlines()方法一次读取文件内所有行，代码如下：

import codecs
# 指定使用utf-8字符集读取文件内容
f = codecs.open("readlines_test.py", 'r', 'utf-8', buffering=True)
# 使用readlines()读取所有行，返回所有行组成的列表
for l in f.readlines():
    print(l, end='')
f.close()

使用fileinput读取多个输入流

fileinput模块提供了如下函数可以把多个输入流合并在一起：

fileinput.input(files=None,inplace=False,backup="",bufsize=0,mode=‘r’,openhook=None)：该函数中的files参数用于指定多个文件输入流，该函数返回一个FileInput对象，可通过for循环来遍历文件的每一行。
fileinput.filename()：返回正在读取的文件的文件名
fileinput.fileno()：返回当前文件的文件描述符，该文件描述符是一个整数
fileinput.filelineno()：返回当前读取的行在其文件中的行号
fileinput.isfirstline()：返回当前读取的行在其文件中是否为第一行
fileinput.isstdin()：返回最后一行是否从sys.stdin读取
fileinput.nextfile()：关闭当前文件，开始读取下一个文件
fileinput.close()：关闭FileInput对象

文件迭代器

文件对象本身就是可变量的，因此程序完全可以使用for循环来遍历文件内容。

import codecs
# 指定使用utf-8字符集读取文件内容
f = codecs.open("for_file.py", 'r', 'utf-8', buffering=True)
# 使用for循环遍历文件对象
for line in f:
    print(line, end='')
f.close()
# 将文件对象转换为list列表
print(list(codecs.open("for_file.py", 'r', 'utf-8', buffering=True)))

sys.stdin也是一个类文件对象，程序同样可以使用for循环遍历sys.stdin，意味着程序可以通过for循环来获取用户的键盘输入。

import sys
# 使用for循环遍历标准输入
for line in sys.stdin:
    print('用户输入:', line, end='')

管道输入

管道的作用在于：将前一个命令的输出，当成下一个命令的输入。管道输入的语法如下：

cmd1 | cmd2 | cmd3 ...

上面语法的作用是：cmd1命令的输出，将会传给cmd2命令作为输入；cmd2命令的输入，又会传给cmd3命令作为输出。

使用with语句

Python提供了with语句来管理资源关闭。比如可以把打开的文件放在with语句中，这样with语句就会帮我们自动关闭文件。
with语句的语法格式如下：

with context_expression[as target(s)]：
    with 代码块

import codecs
# 使用with语句打开文件，该语句会负责关闭文件
with codecs.open("readlines_test.py", 'r', 'utf-8', buffering=True) as f:
    for line in f:
        print(line, end='')

使用linecache随机读取指定行

linecache模块允许从Python源文件中随机读取指定行，并在内部使用缓存优化存储，它会用UTF-8字符集来读取文本文件。实际上只要该文件使用UTF-8字符集存储，就可以用linecache模块读取。

linecache.getline(filename,lineno,module_globals=None)：读取指定模块中指定文件的指定行，其中filename指定文件名，lineno指定行号
linecache.clearcache()：清空缓存
linecache.checkcache(filename=None)：检查缓存是否有效

写文件

如果以r+、w、w+、a、a+模式打开文件，则都可以写入。其中，当以r+、w、w+模式打开文件时，文件指针位于文件开头处；当以a、a+模式打开文件时，文件指针位于文件结尾处；当以w或w+模式打开文件时，程序会立即清空文件的内容。

文件指针的概念

文件指针用于标明文件读写的位置。文件对象提供了以下方法来操作文件指针：

seek(offset[,whence])：该方法把文件指针移动到指定位置
tell()：判断文件指针的位置

输出内容

文件对象提供的写文件的方法主要有两个：

write(str或bytes)：输出字符串或字节串，只有以二进制模式(b模式)打开的文件才能写入字节串
writelines(可迭代对象)：输出多个字符串或多个字节串

os模块的文件和目录函数

与目录相关的函数

os.getcwd()：获取当前目录
os.chdir(path)：改变当前目录
os.fchdir(fd)：通过文件扫描符改变当前目录
os.chroot(path)：改变当前进程的根目录
os.listdir(path)：返回path对应目录下的所有文件和子目录
os.mkdir(path[,mode])：创建path对应的目录，其中mode用于指定该目录的权限
os.makedirs(path[,mode])：更强大，递归创建目录
os.rmdir(path)：删除path对应的空目录
os.removedirs(path)：递归删除目录
os.rename(src,dst)：重命名文件或目录，将src重名为dst
os.renames(old,new)：对文件或目录进行递归重命名

与权限相关的函数

os.access(path,mode)：检查path对应的文件或目录是否具有指定权限，该函数的第二个参数可能是：
- os.F_OK：判断是否存在
- os.R_OK：判断是否可读
- os.W_OK：判断是否可写
- os.X_OK：判断是否可执行
os.chmod(path,mode)：更改权限
- stat.S_IXOTH：其他用户有执行权限
- stat.S_IWOTH：其他用户有写权限
- stat.S_IROTG：其他用户有读权限
- stat.S_IRWXO：其他用户有全部权限
- stat.S_IXGRP：组用户有执行权限
- stat.S_IWGRP：组用户有写权限
- stat.S_IRGRP：组用户有读权限
- stat.S_IRWXG：组用户有全部权限
- stat.S_IXUSR：所有者有执行权限
- stat.S_IWUSR：所有者有些权限
- stat.S_IRUSR：所有者有读权限
- stat.S_IRWXU：所有者有全部权限
- stat.S_IREAD：Windows将该文件设为只读
- stat.S_IWRITE：Windows将该文件设为可写
os.chown(path,uid,gid)：更改文件的所有者
os.fchmod(fd,mode)：改变一个文件的访问权限
os.fchown(fd,uid,gid)：改变文件的所有者

与文件访问相关的函数

os.open(file,flags[,mode])：打开一个文件，并设置打开选项，mode参数可选
- os.O_RDONLY：以只读的方式打开
- os.O_WRONLY：以只写的方式打开
- os.O_RDWR：以读写的方式打开
- os.O_NONBLOCK：打开时不阻塞
- os.O_APPEND：以追加的方式打开
- os.O_CREAT：创建并打开一个新文件
- os.O_TRUNC：打开一个文件并截断它的长度为0
- os.O_EXCL：创建文件时，如果指定的文件存在，则返回错误
- os.O_SHLOCK：自动获取共享锁
- os.O_EXLOCK：自动获取独立锁
- os.O_DIRECT：消除或减少缓存效果
- os.O_FSYNC：同步写入
- os.O_NOFOLLOW：不追踪软链接
os.read(fd,n)：从文件描述符fd中读取最多n个字节，返回读到的字节串
os.write(fd,str)：将字节串写入文件描述符fd中，返回实际写入的字节串长度
os.close(fd)：关闭文件描述符fd
os.lseek(fd,pos,how)：该函数同样用于移动文件指针。