4. 文件操作基础

说实话，在自动化构建这条路上，文件操作是你绕不开的基本功。

我刚开始写构建脚本那会儿，总觉得文件操作嘛，不就是复制粘贴？后来被坑过几次才明白——文件操作看似简单，但坑全藏在细节里。比如路径分隔符、权限问题、目录不存在时的异常处理……这些你都得心里有数。

今天我们就来聊聊 Python 里最常用的两个文件操作模块：os 和 shutil。它们就像你的左右手，一个负责底层操作，一个负责高级操作。

4.1 os 模块：文件操作的基础设施

os 模块是 Python 和操作系统交互的桥梁。它提供了很多底层接口，比如创建目录、删除文件、获取文件信息等。

我个人习惯把 os 模块当作「基础设施」来用。它不花哨，但很稳。

4.1.1 文件和目录的创建与删除

先看几个最常用的操作：

import os

# 创建单级目录
os.mkdir('my_folder')

# 创建多级目录（如果中间目录不存在，会自动创建）
os.makedirs('parent/child/grandchild', exist_ok=True)

# 删除空目录
os.rmdir('my_folder')

# 删除文件
os.remove('temp.txt')

# 重命名文件或目录
os.rename('old_name.txt', 'new_name.txt')

4.1.2 路径操作：别再用字符串拼接了

很多新手喜欢用字符串拼接路径，比如 path + '/' + filename。这在 Windows 上会直接翻车——因为 Windows 用的是反斜杠 \。

我建议你养成习惯，用 os.path 来处理路径：

import os

# 拼接路径（自动处理分隔符）
full_path = os.path.join('parent', 'child', 'file.txt')
# 输出：parent/child/file.txt（Linux）或 parent\child\file.txt（Windows）

# 获取文件名
filename = os.path.basename('/home/user/data.csv')
# 输出：data.csv

# 获取目录名
dirname = os.path.dirname('/home/user/data.csv')
# 输出：/home/user

# 分离文件名和扩展名
name, ext = os.path.splitext('data.csv')
# 输出：('data', '.csv')

# 判断路径是否存在
if os.path.exists('some_file.txt'):
    print('文件存在')

# 判断是文件还是目录
os.path.isfile('file.txt')
os.path.isdir('folder')

4.1.3 遍历目录：os.walk 的妙用

在自动化构建中，经常需要遍历整个目录树。比如查找所有 .py 文件，或者清理构建产物。

os.walk() 是我最常用的遍历工具。它会递归地遍历目录，返回三个值：当前目录路径、子目录列表、文件列表。

import os

for root, dirs, files in os.walk('project_folder'):
    for file in files:
        if file.endswith('.py'):
            full_path = os.path.join(root, file)
            print(f'找到 Python 文件：{full_path}')

你想想看，如果让你手动写递归遍历，得写多少代码？os.walk 一行就搞定了。

4.2 shutil 模块：高级文件操作

shutil 模块是 os 的「升级版」。它提供了更高级的文件操作，比如复制整个目录、移动文件、删除非空目录等。

说白了，os 管的是「底层」，shutil 管的是「业务」。在自动化构建中，shutil 的使用频率其实更高。

4.2.1 复制文件和目录

复制操作是构建脚本里的常客。比如把编译好的产物复制到发布目录。

import shutil

# 复制文件（目标路径可以是文件或目录）
shutil.copy('source.txt', 'dest.txt')
shutil.copy('source.txt', 'dest_folder/')

# 复制文件并保留元数据（权限、时间戳等）
shutil.copy2('source.txt', 'dest.txt')

# 复制整个目录（递归复制）
shutil.copytree('source_folder', 'dest_folder', dirs_exist_ok=True)

4.2.2 移动文件和目录

移动操作本质上就是「复制 + 删除」。但 shutil.move() 帮你一步到位：

import shutil

# 移动文件到目标目录
shutil.move('source.txt', 'dest_folder/')

# 移动并重命名
shutil.move('source.txt', 'dest_folder/new_name.txt')

# 移动整个目录
shutil.move('source_folder', 'dest_folder/')

嗯，这里要注意：shutil.move() 在跨文件系统移动时，会先复制再删除。如果文件很大，可能会有点慢。我曾在一次构建中移动了一个 10GB 的日志文件，结果等了半天……后来我改成直接复制，再手动删除源文件，反而更可控。

4.2.3 删除非空目录

这是 shutil 最实用的功能之一。os.rmdir() 只能删空目录，但 shutil.rmtree() 可以删掉整个目录树，不管里面有多少文件。

import shutil

# 删除整个目录（包括所有子目录和文件）
shutil.rmtree('build_output/')

4.3 实战：自动化构建中的文件操作

光说不练假把式。我们来看一个真实的自动化构建场景：

需求：编译项目后，把生成的 .exe 文件复制到发布目录，删除旧的构建产物，并生成一个版本号文件。

import os
import shutil
from datetime import datetime

def build_and_publish(source_dir, publish_dir):
    # 1. 确保发布目录存在
    os.makedirs(publish_dir, exist_ok=True)
    
    # 2. 查找所有 .exe 文件
    exe_files = []
    for root, dirs, files in os.walk(source_dir):
        for file in files:
            if file.endswith('.exe'):
                exe_files.append(os.path.join(root, file))
    
    if not exe_files:
        print('没有找到可执行文件，构建可能失败')
        return False
    
    # 3. 复制到发布目录
    for exe_path in exe_files:
        shutil.copy2(exe_path, publish_dir)
        print(f'已复制：{exe_path} -> {publish_dir}')
    
    # 4. 删除旧的构建产物（保留源码）
    build_temp = os.path.join(source_dir, 'build_temp')
    if os.path.exists(build_temp):
        shutil.rmtree(build_temp)
        print(f'已清理临时目录：{build_temp}')
    
    # 5. 生成版本号文件
    version_info = {
        'build_time': datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S'),
        'files': [os.path.basename(f) for f in exe_files]
    }
    
    version_path = os.path.join(publish_dir, 'version.txt')
    with open(version_path, 'w') as f:
        f.write(f"构建时间：{version_info['build_time']}\n")
        f.write(f"包含文件：{', '.join(version_info['files'])}\n")
    
    print(f'版本信息已保存到：{version_path}')
    return True

# 执行构建发布
build_and_publish('./build', './release')

这个脚本虽然简单，但涵盖了 os 和 shutil 的常用操作。我在实际项目中，类似的脚本改一改就能用在很多场景。

4.4 常见错误与避坑指南

4.5 小结

好了，这一章的内容就到这里。我们来回顾一下：

• os 模块：负责底层文件操作，如创建目录、删除文件、路径处理、遍历目录。
• shutil 模块：负责高级文件操作，如复制、移动、删除非空目录。
• 实战技巧：用 os.path.join() 处理路径，用 os.walk() 遍历目录，用 shutil.rmtree() 清理构建产物。

下一章，我们会聊聊 「5、配置管理：YAML 和 JSON 文件的读写与解析」。到时候我会分享一些在配置管理中踩过的坑，敬请期待。

记住，文件操作是自动化构建的基石。把这些基础打牢了，后面的路会顺很多。