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pathlib 是 Python 3.4 引入的一个标准库模块，它提供了一种面向对象的方式处理文件系统路径。相比传统的 os.path 模块，pathlib 更加直观和易用。本教程将涵盖 pathlib 的基本概念、常用方法以及一些生动的例子，帮助你更好地理解和使用这个强大的工具。

1. 入门简介

pathlib 提供了两个主要的类来表示文件路径：

• Path: 适用于所有类型的路径。
• PurePath: 用于纯路径操作（不涉及文件系统的实际访问）。

在大多数情况下，你会使用 Path 类，因为它不仅提供了 PurePath 的所有功能，还可以与操作系统进行交互，如检查文件是否存在、创建目录等。

安装与导入

pathlib 是 Python 标准库的一部分，因此不需要额外安装。你可以直接导入并使用它：

from pathlib import Path

2. 基本用法

创建路径对象

你可以通过传递字符串或另一个 Path 对象来创建一个 Path 实例。Path 支持相对路径和绝对路径。

# 使用字符串创建路径
p = Path('my_folder/my_file.txt')
print(p)  # 输出: my_folder/my_file.txt

# 使用另一个 Path 对象创建路径
base_path = Path('my_folder')
file_path = base_path / 'my_file.txt'
print(file_path)  # 输出: my_folder/my_file.txt

注意：/ 运算符可以用来连接路径，这使得代码更加简洁和易读。

获取当前工作目录

你可以使用 Path.cwd() 来获取当前工作目录的路径。

current_dir = Path.cwd()
print(current_dir)  # 输出当前工作目录的绝对路径

获取用户主目录

你可以使用 Path.home() 来获取当前用户的主目录。

home_dir = Path.home()
print(home_dir)  # 输出当前用户的主目录

3. 路径属性

Path 对象提供了许多有用的属性来获取路径的不同部分。

文件名和扩展名

p = Path('my_folder/my_file.txt')

# 获取文件名
print(p.name)  # 输出: my_file.txt

# 获取文件名（不含扩展名）
print(p.stem)  # 输出: my_file

# 获取文件扩展名
print(p.suffix)  # 输出: .txt

父级目录

p = Path('my_folder/sub_folder/my_file.txt')

# 获取父级目录
print(p.parent)  # 输出: my_folder/sub_folder

# 获取上一级父级目录
print(p.parents[1])  # 输出: my_folder

绝对路径

p = Path('my_folder/my_file.txt')

# 获取绝对路径
print(p.resolve()) 

4. 文件和目录操作

检查文件或目录是否存在

from pathlib import Path

p = Path('第26天/常用库.py')

# 检查文件是否存在
if p.exists():
    print("文件存在")
else:
    print("文件不存在")

# 检查是否是文件
if p.is_file():
    print("这是一个文件")

# 检查是否是目录
if p.is_dir():
    print("这是一个目录")

创建目录

from pathlib import Path

p = Path('第26天')

# 创建单个目录
p.mkdir(exist_ok=True)  # 如果目录已存在，不会抛出异常

# 创建多级目录
p = Path('第26天/test')
p.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

删除文件或目录

from pathlib import Path

p = Path('my_file.txt')

# 删除文件
p.unlink(missing_ok=True)  # 如果文件不存在，不会抛出异常

# 删除空目录
p = Path('test')
p.rmdir()

# 删除非空目录及其内容
import shutil
shutil.rmtree('test')

遍历目录

from pathlib import Path

p = Path('第26天')

# 遍历所有文件和子目录
for item in p.iterdir():
    print(item)

# 递归遍历所有文件
for file in p.rglob('*.py'):
    print(file)

# 查找特定模式的文件
for file in p.glob('*.py'):
    print(file)

5. 文件操作

读取文件内容

p = Path('my_file.txt')

# 读取文本文件
content = p.read_text(encoding='utf-8')
print(content)

# 读取二进制文件
data = p.read_bytes()
print(data)

写入文件内容

p = Path('my_file.txt')

# 写入文本文件
p.write_text('Hello, World!', encoding='utf-8')

# 写入二进制文件
p.write_bytes(b'Binary data')

复制和移动文件

from pathlib import Path
import shutil

source = Path('my_file.txt')
destination = Path('copied_file.txt')

# 复制文件
shutil.copy(source, destination)

# 移动文件
source.rename(destination)

6. 高级用法

解析和构建路径

pathlib 提供了许多方法来解析和构建路径，使你的代码更加灵活和可维护。

p = Path('/home/user/documents/report.pdf')

# 解析路径
parts = p.parts
print(parts)  # 输出: ('/', 'home', 'user', 'documents', 'report.pdf')

# 构建路径
new_path = Path('/').joinpath(*parts[1:])
print(new_path)  # 输出: /home/user/documents/report.pdf

# 替换路径的一部分
new_p = p.with_name('new_report.pdf')
print(new_p)  # 输出: /home/user/documents/new_report.pdf

# 替换文件扩展名
new_p = p.with_suffix('.txt')
print(new_p)  # 输出: /home/user/documents/report.txt

处理符号链接

pathlib 也支持符号链接的操作。

# 创建符号链接
target = Path('real_file.txt')
link = Path('symbolic_link.txt')
link.symlink_to(target)

# 检查是否是符号链接
if link.is_symlink():
    print("这是一个符号链接")

# 解析符号链接的目标
real_path = link.resolve()
print(real_path)

7. 生动的例子

示例 1：批量重命名文件

假设你有一个包含多个图片文件的目录，你想将它们批量重命名为 image_001.jpg, image_002.jpg 等格式。

from pathlib import Path

folder = Path('images')
files = list(folder.glob('*.jpg'))

for i, file in enumerate(files, start=1):
    new_name = f'image_{i:03d}.jpg'
    file.rename(folder / new_name)

示例 2：查找并删除大文件

假设你想查找并删除某个目录中超过 10MB 的文件。

from pathlib import Path

folder = Path('large_files')

for file in folder.rglob('*'):
    if file.is_file() and file.stat().st_size > 10 * 1024 * 1024:
        print(f"Deleting {file}")
        file.unlink()

示例 3：备份文件夹

假设你想备份一个文件夹，并将其压缩为 .zip 文件。

from pathlib import Path
import zipfile
import os

def backup_folder(src_folder, dest_zip):
    with zipfile.ZipFile(dest_zip, 'w', zipfile.ZIP_DEFLATED) as zipf:
        for root, _, files in os.walk(src_folder):
            for file in files:
                file_path = Path(root) / file
                arcname = file_path.relative_to(src_folder)
                zipf.write(file_path, arcname)

# 使用示例
backup_folder('my_folder', 'backup.zip')

总结

pathlib 是一个非常强大且易于使用的模块，它简化了文件系统路径的操作。通过面向对象的设计，pathlib 使代码更加清晰、简洁和可维护。

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