os操作

橘子coding2026/7/28约 1747 字

文件读写之外，程序还经常需要和操作系统打交道，比如查看当前目录、创建文件夹、获取文件大小、执行系统命令等。Python 内置的 os 模块封装了操作系统提供的接口，可以让我们用统一的代码在不同平台上完成这些操作。

1. os 模块简介

os 模块是 Python 标准库的一部分，使用前需要先导入：

import os

它提供的函数与操作系统底层交互，因此某些函数在不同系统上表现不同。可以通过 os.name 快速判断当前操作系统类型：

import os

print(os.name)

返回值	操作系统
`posix`	Linux / Unix / macOS
`nt`	Windows

在类 Unix 系统上，还可以用 os.uname() 获取更详细的系统信息：

import os

print(os.uname())

os.uname() 在 Windows 上不可用，调用会抛出 AttributeError。

2. 环境变量

操作系统中的环境变量都保存在 os.environ 中，可以像字典一样读取：

import os

# 查看所有环境变量
print(os.environ)

获取单个环境变量时，推荐用 get() 方法，并可以指定默认值：

import os

# 获取 PATH
print(os.environ.get('PATH'))

# 获取不存在的变量，返回默认值
print(os.environ.get('NOT_EXIST', 'default'))

也可以使用 os.getenv()：

import os

print(os.getenv('HOME'))

os.environ.get() 与 os.getenv() 功能基本一致，都支持传入默认值。

3. 路径操作

路径处理函数大多位于 os.path 子模块中。处理路径时应优先使用这些函数，而不是直接拼接字符串，这样可以避免不同操作系统路径分隔符不一致的问题。

3.1 获取绝对路径

import os

print(os.path.abspath('.'))       # 当前目录的绝对路径
print(os.path.abspath('test.txt')) # 文件的绝对路径

3.2 拼接路径

import os

path = os.path.join('/Users/juzi', 'project', 'test.txt')
print(path)
# Linux / macOS: /Users/juzi/project/test.txt
# Windows: \Users\juzi\project\test.txt

3.3 拆分路径

import os

# 拆分为 (目录, 最后一部分)
print(os.path.split('/Users/juzi/project/test.txt'))
# ('/Users/juzi/project', 'test.txt')

# 拆分为 (路径, 扩展名)
print(os.path.splitext('/Users/juzi/project/test.txt'))
# ('/Users/juzi/project/test', '.txt')

# 获取目录名和文件名
print(os.path.dirname('/Users/juzi/project/test.txt'))
# /Users/juzi/project

print(os.path.basename('/Users/juzi/project/test.txt'))
# test.txt

os.path.join()、os.path.split() 等函数只处理字符串，不要求路径真实存在。

3.4 规范化路径

import os

# 去除多余的分隔符和 . .. 等
print(os.path.normpath('/Users/./juzi/../project//test.txt'))
# /Users/project/test.txt

# 解析符号链接，返回真实路径
print(os.path.realpath('/path/to/symlink'))

4. 目录操作

4.1 获取和切换当前目录

import os

# 获取当前工作目录
print(os.getcwd())

# 切换到指定目录
os.chdir('/Users/juzi/project')
print(os.getcwd())

4.2 列出目录内容

import os

# 列出当前目录内容
print(os.listdir())

# 列出指定目录内容
print(os.listdir('/Users/juzi'))

4.3 创建目录

import os

# 创建单个目录
os.mkdir('new_folder')

# 递归创建多级目录
os.makedirs('a/b/c', exist_ok=True)

exist_ok=True 表示目录已存在时不抛出异常，是 makedirs() 的常用写法。

4.4 删除目录

import os

# 删除空目录
os.rmdir('new_folder')

# 递归删除空目录
os.removedirs('a/b/c')

os.rmdir() 和 os.removedirs() 只能删除空目录，非空目录会抛出 OSError。

5. 文件操作

5.1 重命名和删除

import os

# 重命名文件或目录
os.rename('old.txt', 'new.txt')

# 若目标已存在，replace() 会覆盖，rename() 行为与平台有关
os.replace('old.txt', 'new.txt')

# 删除文件
os.remove('new.txt')
# 等价于
# os.unlink('new.txt')

5.2 获取文件信息

import os

# 判断路径是否存在
print(os.path.exists('test.txt'))

# 判断是否为文件或目录
print(os.path.isfile('test.txt'))
print(os.path.isdir('test.txt'))

# 获取文件大小（字节）
print(os.path.getsize('test.txt'))

# 获取详细状态信息
print(os.stat('test.txt'))

os.stat() 返回的对象包含文件大小、修改时间、权限等信息，常用属性如下：

属性	说明
`st_size`	文件大小（字节）
`st_mtime`	最后修改时间（时间戳）
`st_atime`	最后访问时间（时间戳）
`st_ctime`	创建时间（时间戳，Windows）/ 元数据变更时间（Unix）
`st_mode`	文件类型和权限

6. 遍历目录

6.1 os.walk()

os.walk() 可以递归遍历目录树，返回 (dirpath, dirnames, filenames) 三元组：

import os

for dirpath, dirnames, filenames in os.walk('.'):
    print(f'目录: {dirpath}')
    for filename in filenames:
        print(os.path.join(dirpath, filename))

6.2 过滤目录和文件

结合列表推导式，可以快速过滤出当前目录下的子目录或特定类型文件：

import os

# 列出当前目录下的所有子目录
print([x for x in os.listdir('.') if os.path.isdir(x)])

# 列出当前目录下的所有 .py 文件
print([x for x in os.listdir('.') if os.path.isfile(x) and os.path.splitext(x)[1] == '.py'])

7. 执行系统命令

7.1 os.system()

os.system() 在操作系统的 shell 中执行命令，返回命令的退出状态码：

import os

result = os.system('ls -l')
print(result)

返回 0 通常表示命令执行成功，非零值表示出错。

7.2 os.popen()

如果需要获取命令的输出，可以使用 os.popen()：

import os

with os.popen('ls -l') as f:
    print(f.read())

更推荐使用 subprocess 模块来替代 os.system() 和 os.popen()，功能更强大也更安全。

8. shutil 补充

os 模块没有提供复制文件的函数，因为复制文件不是操作系统直接暴露的系统调用。需要复制文件时，可以使用 shutil 模块：

import shutil

# 复制文件
shutil.copyfile('source.txt', 'dest.txt')

# 复制文件并保留权限
shutil.copy('source.txt', 'dest.txt')

# 复制整个目录树
shutil.copytree('src_dir', 'dst_dir')

shutil 可以看作 os 模块的补充，专门处理文件和目录的高级操作。

9. 常用方法速查

方法	作用
`os.name`	当前操作系统类型
`os.uname()`	获取系统详细信息（Unix 类系统）
`os.environ`	环境变量字典
`os.getenv(key)`	获取指定环境变量
`os.getcwd()`	获取当前工作目录
`os.chdir(path)`	切换当前工作目录
`os.listdir(path)`	列出目录内容
`os.mkdir(path)`	创建单个目录
`os.makedirs(path)`	递归创建目录
`os.rmdir(path)`	删除空目录
`os.removedirs(path)`	递归删除空目录
`os.rename(src, dst)`	重命名文件或目录
`os.replace(src, dst)`	重命名并覆盖目标
`os.remove(path)`	删除文件
`os.unlink(path)`	删除文件（同 remove）
`os.stat(path)`	获取文件状态信息
`os.system(command)`	执行系统命令
`os.popen(command)`	执行命令并获取输出
`os.walk(top)`	递归遍历目录
`os.path.abspath(path)`	返回绝对路径
`os.path.join(a, b)`	拼接路径
`os.path.split(path)`	拆分路径为 (目录, 文件名)
`os.path.splitext(path)`	拆分路径为 (路径, 扩展名)
`os.path.dirname(path)`	获取目录名
`os.path.basename(path)`	获取文件名
`os.path.exists(path)`	判断路径是否存在
`os.path.isfile(path)`	判断是否为文件
`os.path.isdir(path)`	判断是否为目录
`os.path.getsize(path)`	获取文件大小
`os.path.normpath(path)`	规范化路径
`os.path.realpath(path)`	返回真实路径

总结

os 模块是 Python 与操作系统交互的核心工具，重点掌握以下内容：

环境变量读取使用 os.environ.get() 或 os.getenv()。
路径操作优先使用 os.path 系列函数，不要直接拼接字符串。
目录操作注意区分 mkdir / makedirs、rmdir / removedirs，以及空目录限制。
文件删除使用 os.remove()，复制文件需要借助 shutil.copyfile()。
递归遍历目录使用 os.walk()，配合 os.path.isfile() 等可以快速过滤文件。
执行系统命令更推荐使用 subprocess 模块，简单场景下也可用 os.system()。