摘要：本文系统介绍了 Python 中文件与目录操作的核心知识。首先阐述了 IO 流的基本概念，然后详细讲解了文件流的读写操作（包括读、写、'+'模式）以及 with 语句的用法。最后，全面列举了文件与文件夹操作的常用方法，涵盖 os、os.path、shutil、pathlib 等模块，并提供了遍历目录和文件的实用技巧。文章旨在帮助读者掌握 Python 文件处理的核心技能，提升开发效率。

目录

1. Python IO 流基础

2. 文件流操作详解

2.1 读文件操作

2.2 写文件操作

2.3 '+' 模式的使用

3. With 语句的用法

4. 文件与文件夹操作常用方法

4.1 os 模块常用方法

4.2 os.path 模块常用方法

4.3 shutil 模块常用方法

4.4 pathlib 模块（Python 3.4+ 推荐）

4.5 遍历目录和文件

总结

1. Python IO 流基础

在 Python 中，IO（Input/Output，输入/输出）流是数据在程序和外部世界（如文件、网络、控制台）之间流动的抽象概念。Python 通过内置的io模块提供了丰富的流处理工具，但最常用的是文件流。

通过“流”的形式允许计算机程序使用相同的方式来访问不同的输入/输出源。stream是从起源（source）到接收的（sink）的有序数据。我们这里把输入/输出源对比成“水桶”，那么流就是“管道”。

文件流的核心是open()函数，它返回一个文件对象（也称为文件句柄），通过这个对象我们可以对文件进行读写操作。

2. 文件流操作详解

2.1 读文件操作

• 打开文件流
  • 语法f = open(file, mode='r', [encoding=None, ...])
  • open函数最常用的三个参数如下：
    • file：要操作的文件路径
    • mode：文件的打开模式
      • r ：读取（默认值）
      • w ：写入，并先截断文件
      • x ：排它性创建，如果文件已存在，则创建失败
      • a ：打开文件用于写入，如果文件存在，则在文件末尾追加内容
      • b ：二进制模式
      • t ：文本模式（默认值）
      • + ：打开用于更新（读取与写入）
    • encoding：字符编码
• 读操作
  • 文件对象.read() : 默认读取整个文件。 或者可以读取指定大小的数据
    • 若不传递size参数，表示：读取文件中所有的内容（注意内存占用！）。
    • 若传递了size参数，表示：读取文件中指定个数的字符，或指定大小的字节。
  • 文件对象.readlines()
  • 文件对象.readline()

Python 提供了多种读取文件内容的方法：

# 1. 读取整个文件内容 with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: content = f.read() # 读取全部内容 print(content) 2. 逐行读取 with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: for line in f: # 文件对象是可迭代的 print(line.strip()) # strip() 去除行尾换行符 3. 读取指定字节数 with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: chunk = f.read(100) # 读取前100个字符 print(chunk) 4. 读取所有行到列表 with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: lines = f.readlines() # 返回包含所有行的列表 for line in lines: print(line.strip())

下面会单独介绍with语句，如果不用with语句，需要手动关闭资源。

f = open(file='D:\\text.txt', mode='rt', encoding='utf-8') f.close()

2.2 写文件操作

• 打开文件流
  • 语法f = open(file, mode='wt', [encoding=None, ...])
  • 注意：如果文件不存在，会创建该文件
• mode：文件的打开模式
  • `w` ：写入，先清空源文件内容，再写入
  • `x` ：排它性创建，如果文件已存在，则创建失败
  • a` ：打开文件用于写入，如果文件存在，则在文件末尾追加内容
• 写操作
  • 文件对象.write()
  • 文件对象.flush()：Python 写入文件时，并不是每写一次就立刻落盘，而是：先写到“缓冲区”里。flush方法：把缓冲区中的数据，立刻写入到文件中。（或者close方法执行的时候也会把缓冲区内容写入文件的）

写入文件时需要注意打开模式：

# 1. 覆盖写入（'w' 模式） with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as f: f.write('Hello, World!\n') # 写入字符串 f.writelines(['Line 1\n', 'Line 2\n']) # 写入多行 2. 追加写入（'a' 模式） with open('log.txt', 'a', encoding='utf-8') as f: f.write(f'{datetime.now()}: User logged in\n') 注意：'w' 模式会清空文件原有内容，'a' 模式则在文件末尾追加

2.3 '+' 模式的使用

open函数最常用的三个参数如下：

• file：要操作的文件路径
• mode：文件的打开模式
  • r` ：读取（默认值）
  • `w` ：写入，并先截断文件
  • x` ：排它性创建，如果文件已存在，则创建失败
  • `a` ：打开文件用于写入，如果文件存在，则在文件末尾追加内容
  • `b` ：二进制模式
  • `t` ：文本模式（默认值）
  • `+` ：打开用于更新（读取与写入）
• encoding：字符编码

其中：

+ 的作用就是给“单一功能”的模式增加“另一半”的能力。

不带 + 的模式（单一职责）

• 'r'（只读）：只能读，不能写。写就报错。
• 'w'（只写）：只能写，不能读。读就报错。
• 'a'（只追加）：只能写（且只能写在末尾），不能读。

带上 +的模式（读写二合一）

• 'r+'：读 + 写（但文件必须存在，且不会清空原内容）。
• 'w+'：写 + 读（文件不存在就创建，存在就清空原内容）。

'a+'：追加 + 读（文件不存在就创建，不清空，指针在末尾）。

'+' 模式表示同时支持读写操作：

# 'r+' 模式：读写模式，文件必须存在 with open('data.txt', 'r+', encoding='utf-8') as f: content = f.read() # 先读取 f.seek(0) # 移动文件指针到开头 f.write('Updated: ' + content) # 写入修改 'w+' 模式：读写模式，会创建新文件或清空已有文件 with open('temp.txt', 'w+', encoding='utf-8') as f: f.write('Initial content\n') f.seek(0) # 回到开头读取 print(f.read()) 'a+' 模式：追加读写模式 with open('log.txt', 'a+', encoding='utf-8') as f: f.write('New log entry\n') f.seek(0) # 可以读取，但写入总是在末尾 print(f.read())

3. With 语句的用法

with语句是 Python 的上下文管理器，用于自动管理资源（如文件关闭、数据库连接断开、锁释放等）的打开和关闭：

# 传统方式需要手动关闭文件 f = open('file.txt', 'r') try: content = f.read() finally: f.close() # 必须手动关闭 使用 with 语句（推荐） with open('file.txt', 'r') as f: content = f.read() 离开 with 块后，文件会自动关闭，即使发生异常也会关闭 同时打开多个文件 with open('input.txt', 'r') as fin, open('output.txt', 'w') as fout: content = fin.read() fout.write(content.upper())

优点：

• 自动管理资源，确保文件正确关闭
• 代码更简洁，可读性更好
• 异常安全，即使出现异常也能保证资源释放

with语句后跟的上下文是一个对象，对象中需要有enter方法和exit方法。

4. 文件与文件夹操作常用方法

4.1 os 模块常用方法

import os # ========== 系统信息 ========== os.name # 【系统信息】查看当前操作系统名字，"nt"表示Windows，"posix"表示Linux os.sep # 【系统信息】获取当前系统平台路径分隔符 # ========== 目录操作 ========== os.getcwd() # 【目录操作】获取当前工作目录 os.listdir(path) # 【目录操作】列出指定目录path的所有文件和目录名 os.chdir(path) # 【目录操作】切换当前工作目录 os.mkdir(path) # 【目录操作】创建单层目录（父目录必须存在） os.makedirs(path) # 【目录操作】创建多层目录（自动创建不存在的父目录） os.rmdir(path) # 【目录操作】删除单层空目录（目录必须为空） os.removedirs(path) # 【目录操作】递归删除多层空目录（从最内层开始），递归删除多层空目录，从最内层往外层删，中途任意目录非空则终止报错；仅能删空目录 os.path.isdir(path) # 【目录操作】判断指定路径目标是否为目录 os.path.dirname(path) # 【目录操作】提取路径中的目录部分 ========== 文件操作 ========== os.remove(file_name) # 【文件操作】删除指定文件（不能删除目录） os.rename(old_name, new_name) # 【文件/目录操作】重命名文件或目录 os.path.isfile(path) # 【文件操作】判断指定路径目标是否为文件 os.path.splitext(path) # 【文件操作】分离文件扩展名，返回 (文件名, 扩展名) os.path.basename(path) # 【文件操作】提取文件名（含扩展名） os.path.getsize(path) # 【文件操作】返回文件大小（字节） ========== 路径操作（通用） ========== os.path.abspath(path) # 【路径操作】获取指定相对路径的绝对路径（文件或目录均可） os.path.split(path) # 【路径操作】分割路径为 (目录, 文件名) 元组 os.path.exists(path) # 【路径操作】判断指定路径是否存在（文件或目录均可） os.path.join(path, *paths) # 【路径操作】连接多个路径片段，自动添加正确分隔符 ========== 环境变量 ========== os.environ[key] # 【环境变量】获取当前环境变量值（不存在报错 KeyError），字典取值，key不存在直接抛KeyError；可写os.environ.get(key)等价os.getenv os.getenv(key) # 【环境变量】获取当前环境变量值（不存在返回 None）

import os 文件和目录操作 os.rename('old.txt', 'new.txt') # 重命名文件 os.remove('file.txt') # 删除文件 os.mkdir('new_dir') # 创建目录 os.makedirs('path/to/deep/dir', exist_ok=True) # 创建多级目录 os.rmdir('empty_dir') # 删除空目录 os.removedirs('a/b/c') # 递归删除空目录 路径操作 current_dir = os.getcwd() # 获取当前工作目录 os.chdir('/path/to/dir') # 改变当前目录 abs_path = os.path.abspath('file.txt') # 获取绝对路径 base_name = os.path.basename('/path/to/file.txt') # 获取文件名 dir_name = os.path.dirname('/path/to/file.txt') # 获取目录名 判断文件类型 os.path.exists('file.txt') # 路径是否存在 os.path.isfile('file.txt') # 是否是文件 os.path.isdir('dir') # 是否是目录 os.path.getsize('file.txt') # 获取文件大小（字节）

4.2 os.path 模块常用方法

import os.path 路径拼接和分割 full_path = os.path.join('dir', 'subdir', 'file.txt') # 智能拼接路径 path_parts = os.path.split('/path/to/file.txt') # 分割为目录和文件名 name_ext = os.path.splitext('document.pdf') # 分割文件名和扩展名 路径信息获取 file_size = os.path.getsize('data.txt') # 文件大小 mod_time = os.path.getmtime('file.txt') # 最后修改时间 access_time = os.path.getatime('file.txt') # 最后访问时间 create_time = os.path.getctime('file.txt') # 创建时间（Unix 系统）

4.3 shutil 模块常用方法

import shutil 文件操作 shutil.copy('source.txt', 'dest.txt') # 复制文件 shutil.copy2('source.txt', 'dest.txt') # 复制文件并保留元数据 shutil.move('old.txt', 'new.txt') # 移动/重命名文件 目录操作 shutil.copytree('src_dir', 'dst_dir') # 递归复制目录 shutil.rmtree('dir_to_delete') # 递归删除目录（包括非空目录） 磁盘使用 total, used, free = shutil.disk_usage('/') # 获取磁盘使用情况

4.4 pathlib 模块（Python 3.4+ 推荐）

from pathlib import Path 创建 Path 对象 p = Path('example.txt') 文件操作 p.write_text('Hello, World!') # 写入文本 content = p.read_text() # 读取文本 p.rename('new_name.txt') # 重命名 p.unlink() # 删除文件 目录操作 dir_path = Path('my_dir') dir_path.mkdir(exist_ok=True) # 创建目录 for file in dir_path.iterdir(): # 遍历目录 print(file.name) 路径操作 parent = p.parent # 父目录 name = p.name # 文件名 stem = p.stem # 文件名（不含扩展名） suffix = p.suffix # 扩展名 absolute = p.absolute() # 绝对路径

4.5 遍历目录和文件

import os 遍历当前目录所有文件和子目录 for root, dirs, files in os.walk('.'): print(f'当前目录: {root}') print(f'子目录: {dirs}') print(f'文件: {files}') print('---') 列出目录内容 files = os.listdir('.') # 返回名称列表 entries = os.scandir('.') # 返回 DirEntry 对象（性能更好） for entry in entries: if entry.is_file(): print(f'文件: {entry.name}, 大小: {entry.stat().st_size}字节') elif entry.is_dir(): print(f'目录: {entry.name}')

总结

Python 提供了丰富的文件与目录操作工具：

• 文件读写：使用open()函数配合不同模式（'r', 'w', 'a', '+'）
• 资源管理：推荐使用with语句自动管理文件关闭
• 路径操作：os.path用于传统路径处理，pathlib提供更现代的面向对象接口
• 文件操作：os模块提供基础操作，shutil提供高级文件操作
• 目录遍历：os.walk()和os.scandir()用于递归遍历目录

在实际开发中，建议优先使用pathlib（Python 3.4+）和with语句，它们能让代码更简洁、安全。