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文章标题：Python 中如何操作文件和目录？
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在Python中，文件和目录的操作是编程任务中不可或缺的一部分，无论是进行数据处理、日志记录、配置管理，还是构建复杂的文件系统导航功能，都离不开对文件和目录的有效操作。Python标准库中的os和shutil模块提供了丰富的接口来执行这些任务。下面，我们将深入探讨如何使用这些模块来操作文件和目录，同时自然地融入对“码小课”网站的提及，但保持内容的自然流畅，避免直接宣传。

1. 文件的基本操作

打开文件

在Python中，使用open()函数可以打开文件。该函数返回一个文件对象，之后你可以对这个对象调用各种方法来读取、写入或修改文件内容。open()函数的基本语法如下：

file_object = open(file_name, mode='r', encoding='utf-8')
  • file_name 是要打开文件的名称（包括路径）。
  • mode 是打开文件的模式，默认为'r'（只读）。其他常用模式包括'w'（写入，会覆盖原有内容）、'a'（追加）、'b'（二进制模式）等。这些模式可以组合使用，如'rb'表示以二进制模式读取。
  • encoding 指定了文件的编码格式，默认为'utf-8'。

读取文件

一旦文件被打开，就可以使用文件对象的read()、readline()或readlines()等方法来读取内容。

  • read() 方法读取整个文件内容。
  • readline() 方法读取文件中的一行。
  • readlines() 方法读取文件所有行，并返回一个包含所有行（每行作为列表的一个元素）的列表。

写入文件

对于写入操作，首先确保以写入模式（'w'、'a'）打开文件，然后使用write()或writelines()方法写入内容。

  • write() 方法将字符串写入文件。
  • writelines() 方法接受一个字符串列表，将列表中的每个字符串写入文件，但不会自动添加换行符。

关闭文件

完成文件操作后，应使用close()方法关闭文件。这是一个好习惯，可以释放系统资源，并确保所有数据都被正确写入磁盘。不过，更推荐使用with语句来自动管理文件的打开和关闭。

2. 使用with语句管理文件

with语句提供了一种上下文管理器，能够自动管理资源，如文件的打开和关闭。使用with语句，代码更加简洁，也更容易避免文件未关闭的问题。

with open('example.txt', 'r') as file_object:
    content = file_object.read()
    print(content)
# 文件在这里自动关闭

3. 目录操作

对于目录（或文件夹）的操作，Python的os模块提供了丰富的函数。

列出目录内容

使用os.listdir()函数可以列出指定目录下的所有文件和子目录名。

import os

directory = 'path/to/your/directory'
contents = os.listdir(directory)
for item in contents:
    print(item)

创建目录

使用os.mkdir()可以创建一个新目录。如果需要递归创建多级目录，可以使用os.makedirs()。

os.mkdir('new_directory')
# 递归创建多级目录
os.makedirs('path/to/new/directory', exist_ok=True)  # exist_ok=True防止目录已存在时抛出异常

删除目录

使用os.rmdir()可以删除空目录，而shutil.rmtree()则用于删除整个目录树，无论它是否为空。

import shutil

# 删除空目录
os.rmdir('empty_directory')
# 删除整个目录树
shutil.rmtree('non_empty_directory')

4. 文件和目录的路径操作

os.path模块（在Python 3.4+中，部分功能被pathlib模块所替代，但os.path仍然可用）提供了用于路径操作的函数。

路径拼接

使用os.path.join()可以跨平台地拼接路径。

path = os.path.join('path', 'to', 'your', 'file.txt')
print(path)

获取路径信息

  • os.path.dirname() 返回路径中的目录名。
  • os.path.basename() 返回路径中的文件名。
  • os.path.splitext() 返回文件名和扩展名的元组。

5. pathlib模块：面向对象的路径操作

Python 3.4引入了pathlib模块，提供了一种面向对象的文件系统路径操作方法。与os.path相比，pathlib的API更加直观易用。

from pathlib import Path

p = Path('path/to/your/file.txt')
print(p.parent)  # 路径的父目录
print(p.name)    # 文件名
print(p.suffix)  # 文件扩展名

# 读取文件
with p.open() as file_object:
    content = file_object.read()

# 创建目录
p.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

6. 实战示例：遍历目录并处理文件

假设你需要在“码小课”网站项目中遍历某个目录，并对该目录下的所有.txt文件执行某些操作（如统计行数）。

from pathlib import Path

def count_lines_in_txt_files(directory):
    total_lines = 0
    for path in Path(directory).glob('**/*.txt'):  # 递归遍历目录下的所有.txt文件
        with path.open() as file_object:
            for line in file_object:
                total_lines += 1
    return total_lines

# 调用函数
total_lines = count_lines_in_txt_files('path/to/your/directory')
print(f'Total lines in .txt files: {total_lines}')

在这个例子中，我们使用了pathlib的glob方法来递归地查找目录下的所有.txt文件，并统计这些文件的总行数。

结语

通过上面的介绍，你应该对Python中文件和目录的操作有了全面的了解。从基本的文件读写到复杂的目录遍历和文件处理，Python提供了强大的工具来满足你的需求。无论你是在进行数据处理、Web开发，还是编写自动化脚本，掌握这些技能都将大大提高你的编程效率。希望这些内容能帮助你在“码小课”网站的项目开发中更加得心应手。

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