Python 进阶语法：os

3.1.1  文件和目录操作

• os.getcwd(): 获取当前工作目录的路径。

import os

# 获取当前工作目录
current_directory = os.getcwd()
print("当前工作目录是:", current_directory)

• os.chdir(path): 改变当前工作目录到指定的路径。

import os

# 改变当前工作目录
os.chdir('G:/WYPYTHON/PY-AGIN/1.Python基础入门/15.文件操作/test')

# 再次获取当前工作目录以确认改变
new_directory = os.getcwd()
print("新的工作目录是:", new_directory)

• os.listdir(path): 列出指定目录下的所有文件和子目录名。

import os

# 列出指定目录下的所有文件和子目录
files_and_directories = os.listdir('G:/WYPYTHON/PY-AGIN/1.Python基础入门')
print("目录下的文件和子目录:", files_and_directories)

# 返回结果是一个列表
# 目录下的文件和子目录: ['1.1.快速上手', '1.2.数据结构', '1.计算小组赛的得分.py']

• os.mkdir(name): 创建新目录。

# 创建新目录
os.mkdir(new_directory_path)

# 检查新目录是否存在
if os.path.exists('G:/WYPYTHON/PY-AGIN/1.Python基础入门/16.标准库/1.os模块/new_directory'):
    print("新目录已创建.")
else:
    print("创建目录失败.")

• os.rmdir(name): 删除空目录。

import os

# 删除空目录
os.rmdir('G:/WYPYTHON/PY-AGIN/1.Python基础入门/16.标准库/1.os模块/new_directory')

# 检查目录是否已被删除
if not os.path.exists('G:/WYPYTHON/PY-AGIN/1.Python基础入门/16.标准库/1.os模块/new_directory'):
    print("空目录已被删除.")
else:
    print("删除目录失败.")

• os.remove(path): 删除文件。

import os

# 删除文件
os.remove('G:/WYPYTHON\PY-AGIN/1.Python基础入门/15.文件操作/wuyan.txt')

# 检查文件是否已被删除
if not os.path.exists('G:/WYPYTHON\PY-AGIN/1.Python基础入门/15.文件操作/wuyan.txt'):
    print("文件已被删除.")
else:
    print("删除文件失败.")

• os.path：os模块的子模块，提供了用于处理文件路径的函数，如os.path.exists(path)检查路径是否存在，os.path.join(path1, path2)连接多个路径名组件等。

import os

# 检查路径是否存在
if os.path.exists('G:/WYPYTHON/PY-AGIN/1.Python基础入门/16.标准库/1.os模块/6.删除文件.py'):
    print("文件路径存在.")
else:
    print("文件路径不存在.")

# 连接多个路径名组件
full_path = os.path.join('G:/WYPYTHON/PY-AGIN/1.Python基础入门/16.标准库', '1.os模块', '6.删除文件.py')
print("完整的文件路径是:", full_path)

3.1.2  环境变量

环境变量是操作系统中存储配置信息的一种方式，它们可以被运行在系统上的任何程序访问。Python的os模块提供了访问和修改这些环境变量的接口。以下是如何使用os.environ来读取和修改环境变量的例子：

• os.environ: 一个字典对象，表示环境变量。可以读取和修改环境变量的值。

• os.environ.get(key): 获取环境变量的值。

import os

# 读取名为"PATH"的环境变量的值  
path = os.environ.get('PATH')
print("PATH 环境变量的值:", path)

# 读取名为"HOME"的环境变量的值，如果它不存在则返回一个默认值  
home = os.environ.get('HOME', 'Default Home Directory')
print("HOME 环境变量的值或默认值:", home)

• os.environ.set(key, value): 设置环境变量的值。

import os  
  
# 获取当前PATH环境变量的值  
current_path = os.environ.get('PATH')  
  
# 在当前PATH环境变量的值前添加一个新的路径  
new_path = 'C:\\NewDirectory\\bin;' + current_path  
  
# 设置新的PATH环境变量  
os.environ['PATH'] = new_path  
  
# 验证新的PATH环境变量  
updated_path = os.environ.get('PATH')  
print("更新后的PATH 环境变量的值:", updated_path)

请注意，使用os.environ['key'] = value来设置环境变量通常只会影响当前Python进程及其子进程的环境变量。它不会改变操作系统级别的环境变量，也就是说，当Python进程结束后，这些更改不会持续存在。

此外，对于os.environ.set(key, value)，实际上在Python的标准库中并没有这个方法。通常我们使用os.environ['key'] = value来设置环境变量。如果你看到os.environ.set(key, value)，它可能是某个特定环境或第三方库提供的方法，而不是Python标准库的一部分。

如果你想永久地修改操作系统的环境变量，你需要通过操作系统的特定方式来设置，这通常涉及到编辑配置文件（如Windows上的系统属性，Linux上的.bashrc或.bash_profile等）或使用特定的命令行工具。

 3.1.3  进程管理

• os.getpid(): 获取当前进程的进程ID。os.getpid() 是一个函数，用于获取当前进程的进程ID（PID）。这个PID是一个唯一的整数，用于在操作系统中标识进程。

# 获取当前进程的进程ID
current_pid = os.getpid()
print(f"当前进程的PID是: {current_pid}")

• os.kill(pid, signal): 向指定进程发送信号。

import os
import signal
import time

# 获取当前进程的进程ID
current_pid = os.getpid()
print(f'当前进程的PID是: {current_pid}')


# 定义一个函数，用于接收SIGTERM信号并优雅地终止
def handle_termination(signal, frame):
    print("接收到SIGTERM信号，开始退出...")
    # 可以在这里执行清理工作，如关闭文件、断开数据库连接等
    exit(0)


# 注册信号处理函数
signal.signal(signal.SIGTERM, handle_termination)

# 等待一段时间，以便观察进程
time.sleep(5)

# 现在，我们假设另一个进程或脚本想要终止当前进程
# 我们可以使用os.kill来发送SIGTERM信号
os.kill(current_pid, signal.SIGTERM)

在上面的例子中，我们首先获取了当前进程的PID，并打印出来。然后，我们定义了一个处理函数handle_termination，它将在接收到SIGTERM信号时被调用。我们使用signal.signal()函数注册了这个处理函数，以便在接收到SIGTERM信号时能够优雅地终止进程。

接下来，我们让进程休眠5秒钟，以便有足够的时间观察其行为。最后，我们使用os.kill()函数向当前进程发送了一个SIGTERM信号。由于我们已经注册了信号处理函数，因此当信号到达时，handle_termination函数将被调用，并打印出一条消息，然后进程将退出。

请注意，在实际应用中，通常不会在同一脚本中使用os.kill()来杀死自己，因为这样做没有太大的意义。上面的例子仅用于演示如何使用os.kill()函数。在实际应用中，你可能会使用os.kill()来发送信号给其他进程，例如，你可能想要终止一个由你的程序启动的子进程。

 3.1.4  执行系统命令

• os.system(command): 执行系统命令并返回命令的退出状态。

os.system() 函数用于执行传递给它的字符串参数作为系统命令，并返回命令的退出状态。退出状态是一个整数，通常，如果命令成功执行，则返回 0，否则返回非零值。

• os.execv(path, args): 执行新的程序，替换当前进程。

os.execv() 函数用于执行一个新的程序，它会替换当前进程的映像。这意味着调用 os.execv() 后，当前进程将不再执行 Python 代码，而是开始执行新程序。os.execv() 需要两个参数：新程序的路径和一个参数列表（以列表形式提供）。

3.1.5  注意事项

1. 可移植性：os模块的函数通常是跨平台的，但某些函数可能在某些操作系统上不可用或行为不同。编写代码时，应注意检查函数在不同平台上的行为和兼容性。

2. 避免直接使用os模块进行文件读写：对于文件的读写操作，通常推荐使用Python内置的open()函数，而不是直接使用os模块。open()函数提供了更灵活和强大的文件操作功能。

3. 小心处理环境变量：修改环境变量可能会影响到程序的行为和其他依赖环境变量的进程。在修改环境变量时，应确保了解其影响，并在程序结束时恢复其原始值。

4. 谨慎使用os.system()：os.system()函数会调用系统的shell来执行命令，这可能会带来安全风险，特别是当命令字符串由用户输入时。在使用os.system()时，应确保输入的命令是安全的，或者使用其他更安全的方法来执行系统命令。

5. 避免使用from os import *：这样做会将os模块的所有内容导入到当前命名空间中，可能导致命名冲突和不可预见的行为。建议使用import os并显式地调用os模块的函数，以提高代码的可读性和可维护性。

总之，os模块提供了与操作系统交互的强大功能，但在使用时应注意跨平台兼容性、安全性以及代码的可读性和可维护性。