Python pathlib 实战：告别 os.path，用面向对象方式处理文件系统

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from pathlib import Path
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# 当前目录
4
cwd = Path()
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# 指定路径
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project = Path("/home/user/myproject")
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# 用户家目录
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home = Path.home()  # PosixPath('/home/user')
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# 临时目录
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temp = Path("/tmp")
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# 路径拼接：用 / 运算符，不是 join()
16
config = project / "config" / "settings.json"
17
# PosixPath('/home/user/myproject/config/settings.json')
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# 链式操作
20
src = project / "src" / "main.py"
21
print(src.parent)   # /home/user/myproject/src
22
print(src.name)     # main.py
23
print(src.suffix)   # .py
24
print(src.stem)     # main

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p = Path("/var/log/syslog")
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# 存在性检查
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p.exists()      # 文件或目录存在
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p.is_file()     # 是文件
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p.is_dir()      # 是目录
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p.is_symlink()  # 是符号链接
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p.is_mount()    # 是挂载点
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# 文件元信息
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stat = p.stat()
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stat.st_size    # 文件大小（字节）
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stat.st_mtime   # 修改时间（时间戳）
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stat.st_ctime   # 创建时间（Linux 上是元数据变更时间）
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stat.st_mode    # 权限模式
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# 文件大小格式化（实用函数）
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def format_size(size_bytes: int) -> str:
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    for unit in ['B', 'KB', 'MB', 'GB', 'TB']:
20
        if size_bytes < 1024:
21
            return f"{size_bytes:.1f} {unit}"
22
        size_bytes /= 1024
23
    return f"{size_bytes:.1f} PB"
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print(format_size(p.stat().st_size))  # 例如: 2.3 MB

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from pathlib import Path
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# 读取文本
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content = Path("config.json").read_text(encoding="utf-8")
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# 写入文本
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Path("output.txt").write_text("Hello, World!", encoding="utf-8")
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# 读取二进制
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data = Path("image.png").read_bytes()
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# 写入二进制
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Path("backup.png").write_bytes(data)
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# 读取 JSON（组合使用）
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import json
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config = json.loads(Path("config.json").read_text(encoding="utf-8"))
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# 读取所有行
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lines = Path("log.txt").read_text().splitlines()

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from pathlib import Path
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project = Path("/home/user/myproject")
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# 当前目录下的所有 .py 文件
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py_files = list(project.glob("*.py"))
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# 递归查找所有 .py 文件（包括子目录）
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all_py = list(project.rglob("*.py"))
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11
# 查找所有 __init__.py
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inits = list(project.rglob("__init__.py"))
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# 复杂模式：查找 src 目录下所有 .js 和 .ts 文件
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js_ts = list(project.glob("src/**/*.{js,ts}"))  # 注意：这种写法在 pathlib 中不支持
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# 正确做法：分别查找后合并
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js_files = list(project.glob("src/**/*.js"))
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ts_files = list(project.glob("src/**/*.ts"))
20
all_src = js_files + ts_files
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# 按扩展名过滤
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log_files = [f for f in project.rglob("*") if f.suffix == ".log"]

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from pathlib import Path
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# 创建目录（含父目录，类似 mkdir -p）
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Path("a/b/c").mkdir(parents=True, exist_ok=True)
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# exist_ok=True 表示目录已存在时不报错
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# parents=True 表示自动创建所有缺失的父目录
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# 创建空文件
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Path("empty.txt").touch()
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# touch() 也有 exist_ok 效果：文件已存在时更新时间戳，不报错
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# 删除文件
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Path("temp.txt").unlink(missing_ok=True)
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# missing_ok=True 表示文件不存在时不报错（Python 3.8+）
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# 删除空目录
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Path("empty_dir").rmdir()
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# 注意：只能删除空目录，非空目录会报错
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# 删除非空目录（需要 shutil）
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import shutil
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shutil.rmtree(Path("dir_with_content"))

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from pathlib import Path
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import re
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4
def batch_rename(directory: str, pattern: str, replacement: str):
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    """批量重命名文件"""
6
    dir_path = Path(directory)
7
    count = 0
8

9
    for file in dir_path.iterdir():
10
        if not file.is_file():
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            continue
12

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        new_name = re.sub(pattern, replacement, file.name)
14
        if new_name != file.name:
15
            new_path = file.with_name(new_name)
16
            file.rename(new_path)
17
            print(f"重命名: {file.name} -> {new_name}")
18
            count += 1
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    print(f"共重命名 {count} 个文件")
21

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# 使用
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batch_rename("./photos", r"IMG_\d{8}_", "photo_")

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from pathlib import Path
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def create_project(name: str, template: str = "basic"):
4
    """创建项目目录结构"""
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    project = Path(name)
6
    project.mkdir(exist_ok=True)
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    if template == "basic":
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        structure = {
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            "src/main.py": "# Main entry point\n",
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            "src/__init__.py": "",
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            "tests/test_main.py": "def test_placeholder():\n    pass\n",
13
            "docs/README.md": f"# {name}\n\n",
14
            ".gitignore": "__pycache__/\n*.pyc\n.venv/\n",
15
            "pyproject.toml": f'[project]\nname = "{name}"\nversion = "0.1.0"\n',
16
        }
17
    elif template == "fastapi":
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        structure = {
19
            "src/main.py": "from fastapi import FastAPI\n\napp = FastAPI()\n\n@app.get('/')\ndef root():\n    return {'message': 'Hello'}\n",
20
            "src/__init__.py": "",
21
            "tests/test_main.py": "def test_root():\n    pass\n",
22
            "requirements.txt": "fastapi==0.115.0\nuvicorn==0.30.0\npytest==8.3.0\n",
23
            ".gitignore": "__pycache__/\n*.pyc\n.venv/\n",
24
            "pyproject.toml": f'[project]\nname = "{name}"\nversion = "0.1.0"\nrequires-python = ">=3.10"\n',
25
        }
26
    else:
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        raise ValueError(f"Unknown template: {template}")
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    for file_path, content in structure.items():
30
        full_path = project / file_path
31
        full_path.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
32
        full_path.write_text(content, encoding="utf-8")
33

34
    print(f"✅ 项目 '{name}' 创建完成 ({template} 模板)")
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    return project
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# 使用
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create_project("my-api", template="fastapi")

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# Dockerfile
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FROM python:3.12-slim
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WORKDIR /app
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COPY requirements.txt .
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RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
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COPY src/ ./src/
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COPY logs/ ./logs/
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# 创建日志分析脚本
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RUN python -c "
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from pathlib import Path
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# 预检查日志目录
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log_dir = Path('/app/logs')
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log_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
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print(f'日志目录: {log_dir}')
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print(f'目录内容: {list(log_dir.iterdir())}')
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"
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CMD ["python", "src/analyze_logs.py"]

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import time
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from pathlib import Path
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import os
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def benchmark_os_path(n: int = 100000):
6
    start = time.perf_counter()
7
    for _ in range(n):
8
        os.path.join("/home", "user", "project", "src", "main.py")
9
    return time.perf_counter() - start
10

11
def benchmark_pathlib(n: int = 100000):
12
    start = time.perf_counter()
13
    base = Path("/home")
14
    for _ in range(n):
15
        base / "user" / "project" / "src" / "main.py"
16
    return time.perf_counter() - start
17

18
print(f"os.path:   {benchmark_os_path():.4f}s")
19
print(f"pathlib:   {benchmark_pathlib():.4f}s")