os模块示例

os 是 Python 的标准库模块之一，全称为 "Operating System"，它提供了与操作系统交互的接口，允许你通过 Python 代码执行文件/目录操作、环境变量管理、进程控制等系统级任务。os 模块的功能非常广泛，是处理文件系统、运行外部命令、获取系统信息等场景的核心工具。

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1. 主要功能分类

(1) 文件/目录操作

• 创建/删除目录：

  import os
  
  os.mkdir("new_dir")      # 创建单级目录
  os.makedirs("a/b/c")     # 递归创建多级目录
  os.rmdir("empty_dir")     # 删除空目录
  os.removedirs("a/b/c")   # 递归删除目录（仅当目录为空时）
  

• 文件操作：

  os.rename("old.txt", "new.txt")  # 重命名文件
  os.remove("file.txt")            # 删除文件
  os.replace("file.txt", "backup.txt")  # 覆盖重命名（Python 3.3+）
  

• 路径处理（与 os.path 结合使用）：

  os.getcwd()          # 获取当前工作目录
  os.chdir("/home/user") # 切换工作目录
  os.listdir(".")       # 列出目录内容
  

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(2) 环境变量管理

• 获取或设置环境变量：

  os.environ["PATH"]      # 获取环境变量 PATH 的值
  os.environ["MY_VAR"] = "value"  # 设置环境变量
  

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(3) 进程控制

• 运行外部命令：

  os.system("ls -l")      # 在终端执行命令（返回退出状态码）
  os.popen("date").read() # 执行命令并获取输出（返回文件对象）
  

• 更高级的进程管理（推荐用 subprocess 模块替代）：

  import subprocess
  subprocess.run(["ls", "-l"], check=True)  # 更安全的替代方案
  

• 获取进程信息：

  os.getpid()    # 当前进程 ID
  os.getppid()   # 父进程 ID
  

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(4) 文件权限与属性

• 修改文件权限：

  os.chmod("file.txt", 0o755)  # 设置权限为 rwxr-xr-x
  

• 获取文件信息：

  os.stat("file.txt")  # 返回文件状态（大小、修改时间等）
  

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(5) 系统信息

• 获取系统相关常量：

  os.name       # 操作系统类型（如 'posix', 'nt', 'java'）
  os.uname()    # 系统详细信息（Linux/macOS）
  os.cpu_count()# CPU 核心数
  

• 路径分隔符：

  os.sep       # 路径分隔符（Windows: '\', Linux/macOS: '/'）
  os.pathsep   # 环境变量分隔符（Windows: ';', Linux/macOS: ':'）
  

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2. 常见用例示例

示例 1：批量重命名文件

import os

directory = "./photos"
for filename in os.listdir(directory):
    if filename.endswith(".jpg"):
        new_name = f"vacation_{filename}"
        os.rename(
            os.path.join(directory, filename),
            os.path.join(directory, new_name)
        )

示例 2：递归删除目录

import os
import shutil  # 更安全的递归删除（替代 os.removedirs）

def delete_dir(path):
    if os.path.exists(path):
        shutil.rmtree(path)  # 删除目录及其所有内容
        print(f"Deleted: {path}")
    else:
        print("Directory does not exist.")

delete_dir("./temp")

示例 3：检查文件是否存在并读取

import os

file_path = "data.txt"
if os.path.exists(file_path):
    if os.path.isfile(file_path):
        with open(file_path, "r") as f:
            print(f.read())
else:
    print("File not found.")

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3. 注意事项

1. 跨平台兼容性：

   • 使用 os.path.join() 拼接路径，避免硬编码 / 或 \。
   • 优先使用 os.sep 或 os.path 提供的方法处理路径。

2. 安全性：

   • 避免直接使用 os.system() 执行用户输入的命令（可能引发命令注入攻击），推荐用 subprocess.run()。

3. 性能：

   • 频繁的文件系统操作可能影响性能，考虑批量处理或缓存结果。

4. 替代模块：

   • 文件路径操作：推荐 pathlib（面向对象，更易读）。
   • 进程管理：推荐 subprocess（更安全、功能更强大）。

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4. 总结

os 模块是 Python 中与操作系统交互的“瑞士军刀”，适合处理文件系统、环境变量、进程控制等底层任务。对于更复杂的场景（如路径操作），可以结合 os.path 或 pathlib 使用。如果是高级进程管理，建议优先选择 subprocess 模块。