再谈文件读写:判断文件的几种方法及其优劣对比

上周,猫猫写了一篇给Python学习者的文件读写指南,跟大家一起详尽地学习了文件读写的基础内容,以及with语句与上下文管理器的进阶知识。

这份指南虽然写得很用心,但是因为只关注了文件读写的核心内容,所以也有美中不足不处,有些在实战中所需的知识点没有谈到,例如,为了能够进行文件读写,首先得找到文件、文件得可读写才行。

我们知道当文件不存在的时候,open()方法的写模式与追加模式都会新建文件,但是对文件进行判断的场景还有很多,比如,在爬虫下载图片的时候,可能需要判断文件是否存在,以免重复下载;又比如,创建新文件的时候,可能需要判断文件是否存在,存在就先做个备份......所以,学习判断文件是否存在,还是很有必要的。

学习是循序渐进的过程,若能建立知识点间的联系,进行系统性的学习,那将更有助于效果。阅读这篇文章,你将读到如下内容:

1、判断文件的方法(try语句、os模块、pathlib模块)2、以上几种方法的优劣对比

懒人的try语句

我们之前学过,要用with语句来处理文件读写,但with语句也不是万能的,所以还得关注一些异常情况。例如,当使用open()方法的时候,如果文件不存在,程序会抛出FileNotFoundError异常,而如果权限不足的话,就会抛出PersmissionError异常。

  
  with open("python.log", "r") as f:
      ...:     f.read()
  -----------------------
  ...(略)
  FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'python.log'

为了避免这些异常导致程序中断,我们可以用try...except...语句来捕捉异常,然后在except子句进行异常的处理。

不过,在猫猫看来,这个方法不值得推荐。原因有二,一是这种方法很被动,程序的健康受制于不可预测的异常;二是当文件不存在的时候,我们可能需要去创建文件,这些逻辑如果写在except子句里,可读性太差了。

传统的os模块

顾名思义,Python内置的os模块是用来与OS(操作系统)进行交互的模块,它可以实现很多在命令行下做的操作,例如,获取操作系统信息、获取/修改环境变量、进行目录操作(创建、删除、遍历)和各种文件操作等等。

下面,我们要学习的是跟文件判断密切相关的几个方法。

1、os.path.exists()用于判断文件及文件夹是否存在(注意:因为两者都能判断,为了有效区分文件和文件夹,最好保证文件是带后缀的。):

  
  import os
  # 文件存在 VS 不存在
  os.path.exists("test.txt") >>>True
  os.path.exists("cat.txt") >>>False
  # 文件夹存在 VS 不存在
  os.path.exists("cat/images") >>>True
  os.path.exists("cat/image") >>>False

2、os.path.isfile()、os.path.isdir() 判断给定路径是文件还是文件夹:

  
  os.path.isfile("cat/images") >>>False
  os.path.isdir("cat/images") >>>True
  os.path.isfile("test.txt") >>>True

3、os.access()检测文件路径的访问权限,语法:os.access(path, mode);其中path指的是文件或者文件夹,mode指的是要检测的模式:

  
  os.access("cat/images", os.F_OK) >>>True # path存在
  os.access("cat/images", os.R_OK) >>>True # path可读
  os.access("cat/images", os.W_OK) >>>True # path可写
  os.access("cat/images", os.X_OK) >>>True # path可执行

4、os模块中其它常用方法:

os.mkdir()创建目录、os.rmdir()删除目录、os.rename()重命名、os.remove()删除文件、os.path.join()连接目录与文件名、os.path.split()分割目录与文件名......(不一一举例了,今后有机会再作介绍)

时尚的pathlib模块

pathlib模块是python3.4才加入的模块,官方介绍它是面向对象的文件系统路径(Object-oriented filesystem paths),这是一个很强大的模块,文末附录了官方文档地址。

这里主要介绍几个基本的用法:

  
  import pathlib
  file_obj = pathlib.Path("test.txt")
  
  file_obj.name >>>'test.txt' # 文件名
  file_obj.exists() >>> True # 是否存在
  file_obj.is_dir() >>>False # 是否文件夹
  file_obj.is_file() >>>True # 是否文件

几种方法优劣对比

围绕文件操作的知识很多,限于篇幅,本文主要对判断文件作了介绍,今后也许还会对其它具体话题进行学习。

现在知道了几种判断文件是否存在的方法,猫猫试着根据自己的理解,对它们做一下评判。

首先,try语句的缺点是没有主动做判断,不方便根据文件是否存在而做针对性的处理,它把必要的逻辑交给异常捕获,多少显得“不负责任”;try语句也有优点,一是不需要引入模块,不需要区分各种使用方法,二是将其它可能存在的异常都打包,避免多样系统或使用场景的遗漏。

os模块是传统的老模块了,在使用上和维护上都会比较顺畅;它的主要缺点在于有的方法比较繁琐,由于使用字符串来表示文件路径,这会导致路径拼接上的麻烦,另外,不同操作系统在路径分隔符上的差异(Windows使用\分隔符,Linux和Mac使用/分隔符),也可能导致难以发现的错误。

相对来说,pathlib功能最强大,但普及度比较低,有一定的学习门槛;它主要的优点是面向对象,同时,因为对不同操作系统的特性做了封装,能有效避免字符串表示文件路径的难题。它的不足之处是没有像os.access()可以检测访问权限的方法,虽然这个方法基本不会使用到。

下面比较了三种拼接文件路径的方法,方法一未对分隔符做处理,不能保证在每个操作系统都能找到;方法二需要反复使用os.path.join;方法三只用“/"就能拼接路径,而且肯定支持多操作系统。

  
  # 错误拼接:未处理分隔符
  data_folder = "source_data/text_files/"
  file_to_open = data_folder + "test.txt"
  
  # os模块拼接
  import os
  data_folder = os.path.join("source_data", "text_files")
  file_to_open = os.path.join(data_folder, "test.txt")
  
  # pathlib模块拼接
  from pathlib import Path
  data_folder = Path("source_data/text_files/")
  file_to_open = data_folder / "test.txt"

总结一下,如果文件路径简单,仅仅要用到exists()、is_dir()、is_file() 这几个方法的话,os.path模块和pathlib.Path模块不分伯仲,都很好用,但是如果考虑到繁复的路径拼接的话,pathlib.Path就会胜出一筹。

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扩展阅读:给Python学习者的文件读写指南https://mp.weixin.qq.com/s/Md07VoaULda7qnMO4ob7Ww

菜鸟教程:os模块http://www.runoob.com/python/os-file-methods.html

官方文档:pathlib模块https://docs.python.org/3/library/pathlib.html

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人工智能领域用逻辑来理解智能推理问题;它可以提供用于分析编程语言的技术,也可用作分析、表征知识或编程的工具。目前人们常用的逻辑分支有命题逻辑(Propositional Logic )以及一阶逻辑(FOL)等谓词逻辑。

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