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Python os模块及用法(看了无师自通)

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os 模块代表了程序所在的操作系统,主要用于获取程序运行所在操作系统的相关信息。

Python 的交互式解释器中先导入 os 模块,然后输入 os.__all__ 命令(__all__ 变量代表了该模块开放的公开接口),即可看到该模块所包含的全部变量和函数。

开发者同样不需要完全记住这些变量和函数的含义,在需要用时可参考https://docs.python.org/3/library/os.html


由于该模块包含的内容比较多,表 1 仅介绍 os 模块中常用的变量和函数。

表 1 os模块常用变量和函数
os 成员(变量、函数和类) 功能描述
os.name 返回导入依赖模块的操作系统名称,通常可返回 'posix'、'nt'、 'java' 等值其中之一。
os.environ 返回在当前系统上所有环境变量组成的字典。
os.sep 返回路径分隔符。
os.fsencode(filename) 该函数对类路径(path-like)的文件名进行编码。
os.fsdecode(filename) 该函数对类路径(path-like)的文件名进行解码。
os.PathLike 这是一个类,代表一个类路径(path-like)对象。
os.getenv(key, default=None) 获取指定环境变量的值。
os.getlogin() 返回当前系统的登录用户名。与该函数对应的还有 os.getuid()、os.getgroups()、os.getgid() 等函数,用于获取用户 ID、用户组、组 ID 等,这些函数通常只在 UNIX 系统上有效。
os.getpid() 获取当前进程 ID。
os.getppid() 获取当前进程的父进程 ID。
os.putenv(key, value) 该函数用于设置环境变量。
os.cpu_count() 返回当前系统的 CPU 数量。
os.pathsep 返回当前系统上多条路径之间的分隔符。一般在 Windows 系统上多条路径之间的分隔符是英文分号(;);在 UNIX 及类 UNIX 系统(如 Linux、Mac os X)上多条路径之间的分隔符是英文冒号(:)。
os.linesep 返回当前系统的换行符。一般在 Windows 系统上换行符是“\r\n”:在 UNIX 系统上换行符是“\n”;在 Mac os X 系统上换行符是“\r”。
os.urandom(size) 返回适合作为加密使用的、最多由 N 个字节组成的 bytes 对象。该函数通过操作系统特定的随机性来源返回随机字节,该随机字节通常是不可预测的,因此适用于绝大部分加密场景。

下面程序示范了 os 模块的大部分函数的用法:
import os
# 显示导入依赖模块的操作系统的名称
print(os.name)
# 获取PYTHONPATH环境变量的值
print(os.getenv('PYTHONPATH'))
# 返回当前系统的登录用户名
print(os.getlogin())
# 获取当前进程ID
print(os.getpid())
# 获取当前进程的父进程ID
print(os.getppid())
# 返回当前系统的CPU数量
print(os.cpu_count())
# 返回路径分隔符
print(os.sep)
# 返回当前系统的路径分隔符
print(os.pathsep)
# 返回当前系统的换行符
print(os.linesep)
# 返回适合作为加密使用的、最多3个字节组成的bytes
print(os.urandom(3))
运行上面程序,可以看到如下输出结果:

nt
None
yeeku
9904
12036
8
\
;



b'\x12\x1e\xcf'

从上面的输出结果可以看出,在 Windows 系统上 Python 导入依赖模块的操作系统名称为“nt”;当前系统的登录用户名是“yeeku”:当前进程 ID 为“9904”;当前进程的父进程 ID 为“12036”;当前系统上有 8 个 CPU;当前系统(Windows)的路径分隔符是“\”;当前系统(Windows)上多条路径之间的分隔符是分号(;);但在当前系统(Windows)上换行符不能明显看到,这是因为当在控制台输出“\r\n” 时才会产生两个空行。

此外,在 os 模块下还包含各种进程管理函数,它们可用于启动新进程、中止己有进程等。在 os 模块下与进程管理相关的函数如表 2 所示。

表 2 os进程管理函数
os进程管理函数 功能描述
os.system(command) 运行操作系统上的指定命令。
os.abort() 生成一个 SIGABRT 信号给当前进程。在 UNIX 系统上,默认行为是生成内核转储;在 Windows 系统上,进程立即返回退出代码 3。
os.execl(path, arg0, arg1, ...) 该函数还有一系列功能类似的函数,比如 os.execle()、os.execlp() 等,这些函数都是使用参数列表 arg0, arg1,...来执行 path 所代表的执行文件的。由于 os.exec*() 函数都是 PosIX 系统的直接映射,因此如采使用该命令来执行 Python 程序,传入的 arg0 参数没有什么作用。os._exit(n) 用于强制退出 Python 解释器。将其放在 try 决中可以阻止 finally 块的执行。
os.forkpty() fork一个子进程。
os.kill(pid, sig) 将 sig 信号发送到 pid 对应的过程,用于结束该进程。
os.killpg(pgid, sig) 将 sig 信号发送到 pgid 对应的进程组。
os.popen(cmd, mode='r', buffering=-1) 用于向 cmd 命令打开读写管道(当 mode 为 r 时为只读管道,当 mode 为 rw 时为读写管道),buffering 缓冲参数与内置的 open() 函数有相同的含义。该函数返回的文件对象用于读写字符串,而不是字节。
os.spawnl(mode, path, ...) 该函数还有一系列功能类似的函数,比如 os.spawnle()、os.spawnlp() 等,这些函数都用于在新进程中执行新程序。
os.startfile(path[,operation]) 对指定文件使用该文件关联的工具执行 operation 对应的操作。如果不指定 operation 操作,则默认执行打开(open)操作。operation 参数必须是有效的命令行操作项目,比如 open(打开)、edit(编辑)、print(打印)等。

下面程序示范了在 os 模块中与进程管理相关的函数的功能:
import os
# 运行平台上的cmd命令
os.system('cmd')
# 使用Excel打开g:\abc.xls文件
os.startfile('g:\\abc.xls')
os.spawnl(os.P_NOWAIT, 'E:\\Tools\\编辑工具\\Notepad++.7.5.6.bin.x64\\notepad++.exe', ' ')
# 使用python命令执行os_test.py程序
os.execl("D:\\Python\\Python36\\python.exe", " ", 'os_test.py', 'i')
如果直接运行上面程序,可以看到程序运行后使用 Excel 打开了 abe.xls 文件,也打开了 Notepad++ 工具,还使用 python 命令运行了 os_test.py 文件。但如果将程序中粗体字代码取消注释,将看到程序运行后只是启动了 cmd 命令行程序,这是因为使用 as.system() 函数来运行程序时,新程序所在的进程会替代原有的进程。

在使用 os.execl() 函数时新进程之后,也会取代原有的进程,因此上面程序将这行代码放在了最后。

不仅如此,在 os 模块下还包含大量操作文件和目录的功能函数,本教程将会在后续章节专门介绍这些功能函数。
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