一、为什么选择pathlib？

传统的文件系统操作依赖os和os.path模块，代码多为字符串拼接路径，可读性和面向对象特性较差。Python 3.4引入的pathlib模块提供了面向对象的路径操作方式，通过Path类封装了文件/目录的所有操作，代码更简洁、更易维护，是现代Python项目的推荐选择。

二、知识导图：pathlib核心体系

三、Path对象基础：核心类简介

3.1 Path类定义与构造

Path类是pathlib的核心，用于表示文件系统中的路径（文件或目录）。
原型：

class pathlib.Path(*args, **kwargs)

• 功能：封装路径字符串，提供面向对象的路径操作方法。
• 参数：支持字符串、字节串、os.PathLike对象（如os.DirEntry）。
• 注意：Python 3.6+支持pathlib.Path(字节串)，但推荐使用字符串路径（跨平台兼容性更好）。

示例：

from pathlib import Path

# 构造Path对象（自动识别操作系统路径分隔符）
path1 = Path("/home/user/doc.txt")  # Linux/macOS
path2 = Path("C:\\Program Files\\data.csv")  # Windows（反斜杠需转义或用原始字符串）
path3 = Path("data/logs")  # 相对路径（相对于当前工作目录）

3.2 路径属性（常用属性）

示例代码：

path = Path("data/reports/2025/sales.xlsx")
print(path.name)       # 输出：sales.xlsx
print(path.stem)       # 输出：sales
print(path.suffix)     # 输出：.xlsx
print(path.parent)     # 输出：data/reports/2025
print(path.parts)      # 输出：('data', 'reports', '2025', 'sales.xlsx')

四、路径操作：拼接、解析与规范化

4.1 路径拼接：joinpath()与/运算符

功能：将多个路径片段拼接成一个完整路径。
方法：

• Path.joinpath(*other)：通过方法调用拼接。
• 运算符/：更简洁的语法（推荐）。

示例：

base = Path("/home/user")
full_path = base / "docs" / "notes.txt"  # 等价于 base.joinpath("docs", "notes.txt")
print(full_path)  # 输出：/home/user/docs/notes.txt

4.2 解析绝对路径：resolve()

功能：将相对路径转换为绝对路径，解析符号链接（可选）。
参数：strict=False（若路径不存在，strict=True会抛出FileNotFoundError）。

示例：

relative_path = Path("../data/file.txt")
abs_path = relative_path.resolve()  # 假设当前目录是/home/user/project
print(abs_path)  # 输出：/home/user/data/file.txt（假设../指向上级目录）

4.3 规范化路径：with_name()与with_suffix()

功能：修改路径的文件名或后缀。

• with_name(name)：替换文件名（保留父目录）。
• with_suffix(suffix)：替换后缀（自动处理重复点）。

示例：

path = Path("old_name.txt")
new_name = path.with_name("new_name.md")  # 替换文件名和后缀
print(new_name)  # 输出：new_name.md

path = Path("image.tar.gz")
new_suffix = path.with_suffix(".zip")  # 替换最后一个后缀
print(new_suffix)  # 输出：image.tar.zip

五、文件操作：读写与管理

5.1 创建与删除文件：touch()与unlink()

示例：

# 创建文件（自动创建父目录需配合mkdir）
log_path = Path("logs/app.log")
log_path.parent.mkdir(exist_ok=True)  # 若父目录不存在则创建（exist_ok=True避免报错）
log_path.touch()  # 创建空文件

# 写入内容（推荐用write_text）
log_path.write_text("[2025-07-15] 系统启动\n")  # 文本模式写入（自动编码为utf-8）

# 读取内容（推荐用read_text）
content = log_path.read_text()
print(content)  # 输出：[2025-07-15] 系统启动

# 删除文件
log_path.unlink()

5.2 读写文本/二进制文件：read_text()与write_text()

技巧：

• 写入大文件时，建议用open()配合上下文管理器（with语句），但write_text已内部封装，更简洁。
• 二进制文件操作用write_bytes()和read_bytes()（参数为bytes类型）。

示例（二进制文件）：

image_path = Path("photo.jpg")
with open(image_path, "rb") as f:
    image_data = f.read()
image_path.write_bytes(image_data)  # 写入二进制数据

六、目录操作：创建、遍历与删除

6.1 创建目录：mkdir()与mkdir(parents=True)

功能：创建目录（类似os.mkdir）。
参数：

• parents=False：若父目录不存在，True表示递归创建（类似os.makedirs）。
• exist_ok=False：若目录已存在，True表示不报错（Python 3.5+）。

示例：

data_dir = Path("data/2025/logs")
try:
    data_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)  # 递归创建所有父目录（忽略已存在的）
except FileExistsError:
    print("目录已存在")

6.2 遍历目录：iterdir()与glob()

示例（批量处理日志文件）：

log_dir = Path("logs")
# 遍历所有.txt文件
for log_file in log_dir.glob("*.txt"):
    print(f"处理文件：{log_file}")
    content = log_file.read_text()
    # 业务逻辑...

# 递归查找所有子目录中的.csv文件
for csv_file in log_dir.rglob("**/*.csv"):
    print(f"找到CSV文件：{csv_file}")

6.3 删除目录：rmdir()与unlink()（谨慎使用）

示例（安全删除空目录）：

empty_dir = Path("temp/empty")
if empty_dir.exists() and empty_dir.is_dir() and not any(empty_dir.iterdir()):
    empty_dir.rmdir()
else:
    print("目录非空或不存在")

七、高级应用：元数据、符号链接与路径匹配

7.1 获取文件元数据：stat()

功能：获取文件的元数据（如大小、修改时间），返回os.stat_result对象（支持属性访问）。

常用属性：

• st_size：文件大小（字节）。
• st_mtime：最后修改时间（时间戳，可用datetime.fromtimestamp()转换）。
• st_ctime：创建时间（Windows）或最后元数据修改时间（Linux/macOS）。

示例：

file_path = Path("data/report.pdf")
stat_info = file_path.stat()
print(f"文件大小：{stat_info.st_size} 字节")
print(f"最后修改时间：{datetime.fromtimestamp(stat_info.st_mtime).strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}")

7.2 符号链接：symlink_to()与resolve(strict=True)

示例：

# 创建符号链接（Windows需管理员权限）
link_path = Path("link_to_doc")
doc_path = Path("/home/user/doc.txt")
link_path.symlink_to(doc_path)

# 解析符号链接（得到真实路径）
real_path = link_path.resolve(strict=True)
print(real_path)  # 输出：/home/user/doc.txt

7.3 路径匹配：match()

功能：检查路径是否匹配给定的glob模式（如*.txt、docs/**/*.md）。

示例：

path = Path("docs/2025/notes.txt")
# 匹配子目录下的txt文件
print(path.match("docs/**/*.txt"))  # 输出：True
# 匹配以2025开头的目录
print(path.match("docs/2025/*"))    # 输出：True

八、对比os模块：pathlib的优势

九、应用示例：日志文件管理

9.1 需求描述

实现一个日志管理系统，功能包括：

1. 自动创建日志目录（按日期划分，如logs/2025-07-15）。
2. 写入实时日志（追加模式）。
3. 定期清理7天前的日志文件。

9.2 代码实现（PEP8风格）

from pathlib import Path
from datetime import datetime, timedelta
import shutil

class LogManager:
    def __init__(self, log_root="logs"):
        self.log_root = Path(log_root)
        self.log_root.mkdir(exist_ok=True)  # 初始化根目录

    def _get_today_log_dir(self):
        """获取今日日志目录（格式：logs/YYYY-MM-DD）"""
        today = datetime.now().strftime("%Y-%m-%d")
        return self.log_root / today

    def write_log(self, message):
        """写入实时日志（追加模式）"""
        today_dir = self._get_today_log_dir()
        today_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)  # 创建今日目录
        log_file = today_dir / "app.log"
        # 追加写入（自动换行）
        with log_file.open("a", encoding="utf-8") as f:
            f.write(f"[{datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')}] {message}
")

    def clean_old_logs(self, days=7):
        """清理超过指定天数的日志目录"""
        cutoff_date = datetime.now() - timedelta(days=days)
        for date_dir in self.log_root.iterdir():
            if not date_dir.is_dir():
                continue
            try:
                dir_date = datetime.strptime(date_dir.name, "%Y-%m-%d")
            except ValueError:
                continue  # 跳过非日期格式的目录
            if dir_date < cutoff_date:
                shutil.rmtree(date_dir)  # 删除整个目录（pathlib不支持删非空目录）

# 使用示例
if __name__ == "__main__":
    log_manager = LogManager()
    log_manager.write_log("系统启动")
    log_manager.write_log("用户登录：admin")
    log_manager.clean_old_logs(days=30)  # 清理30天前的日志

十、学习路线

1. 基础阶段：掌握Path类构造、路径属性（name, parent等）、路径拼接（/运算符）。
2. 文件操作：熟练使用write_text()、read_text()、touch()、unlink()。
3. 目录操作：学会mkdir()、iterdir()、glob()、rmdir()。
4. 高级应用：元数据获取（stat()）、符号链接（symlink_to()）、路径匹配（match()）。
5. 实战项目：完成日志系统、配置文件管理、批量文件处理等项目。

十一、学习总结

• 核心思想：pathlib通过Path对象将路径抽象为文件系统实体，提供面向对象的API，代码更易读、易维护。
• 实践建议： 优先使用Path对象替代字符串路径。 文件读写用read_text()/write_text()（文本）或read_bytes()/write_bytes()（二进制）。 目录操作前用exists()和is_dir()检查存在性，避免异常。
• 注意事项： Path对象是不可变的（修改路径需重新赋值）。 跨平台时，Path自动处理分隔符（如/在Windows也有效）。 删除目录前确保为空（或用shutil.rmtree处理非空目录）。

通过本教程，我们可以掌握pathlib的核心用法，建议在实际项目中磨炼pathlib模块使用技能，提升代码质量！

持续更新Python编程学习日志与技巧，敬请关注！

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