詳解Python中os.path與pathlib的用法和性能對比

更新時間：2024年03月10日 15:35:25 作者：wang_yb

pathlib 模塊是在Python3.4版本中首次被引入到標準庫中的,這篇文章主要來和大家介紹一下Python中os.path與pathlib再用法和性能上的區(qū)別,感興趣的可以了解下

1. os.path VS pathlib

1.1. 路徑規(guī)范化

對于os.path來說，路徑的分隔用正斜桿（\）還是反斜杠（/）需要自己根據(jù)操作系統(tǒng)來確定。

或者，每一個路徑拼接的地方，都用os.path.join來連接。

而使用pathlib的話，直接用反斜杠（/）即可，不用擔心操作系統(tǒng)的不同。

比如：

import os

# windows系統(tǒng)中測試

os.path.join("a/b", "c.txt")
# 運行結(jié)果 錯誤
# 'a/b\\c.txt'

os.path.join("a", "b", "c.txt")
# 運行結(jié)果 正確
# 'a\\b\\c.txt'

從代碼可以看出，每一層文件夾都必須用join連接才能正確適應(yīng)不同系統(tǒng)。

而在pathlib中，則不需要考慮這么多。

from pathlib import Path

Path("a/b").joinpath("c.txt")
# WindowsPath('a/b/c.txt')

Path("a").joinpath("b").joinpath("c.txt")
# WindowsPath('a/b/c.txt')

使用pathlib，在windows或者linux中，統(tǒng)一使用反斜杠（/）來分隔文件夾。

路徑規(guī)范化之后的好處就是代碼更加簡潔。

比如：下面這個重命名文件的例子（a/b/c/d.csv => a/b/c.csv）

# os.path 方式
os.rename(os.path.join("a", "b", "c", "d.csv"), os.path.join("a", "b", "c.csv"))

# pathlib 方式
Path("a/b/c/d.csv").reanme("a/b/c.csv")

哪種方式更清晰簡潔不言而喻。

1.2. 字符串和對象

為什么要用對象來表示路徑？

先看下面3個字符串變量：

student = '{"name": "databook", "score": "90"}'
graduate_date = "2023-07-01"
home_directory = '/home/databook'

這3個字符串其實代表不同的事物：一種是 JSON blob，一種是日期，一種是文件路徑。

再看下面3個用對象表示的變量：

from datetime import date
from pathlib import Path

student = {"name": "databook", "score": "90"}
graduate_date = date(2023, 7, 1)
home_directory = Path('/home/databook')

用字符串來表示變量確實簡潔，但也導致每個變量失去了其本身的意義，

程序無法區(qū)分這個變量代表的是JSON，還是日期，還是一個路徑，從而增加了程序的不確定性。

程序規(guī)模大了，或者復(fù)雜性提高了之后，存在很大的隱患。

os.path和pathlib就是這樣的關(guān)系，os.path使用字符串表示路徑，pathlib使用Path對象表示路徑。

1.3. 讀寫文件

pathlib的路徑對象（Path）可以直接讀寫文件，因此也能大大簡化讀寫文件的代碼。

不用pathlib的讀寫文件方式：

import os

# 讀取文件
fp = os.path.join("a", "b.txt")
with open(fp, "r") as f:
    f.read()

# 寫入文件
with open(fp, "w") as f:
    f.write("hello")

使用pathlib的話：

from pathlib import Path

# 讀取文件
Path("a/b.txt").read_text()

# 寫入文件
Path("a/b.txt").write_text("hello)

2. pathlib的性能

pathlib用面向?qū)ο蟮姆绞教幚砺窂?，難免讓人覺得會比傳統(tǒng)的方式慢很多，也就是存在性能問題。

那么，pathlib到底會比傳統(tǒng)方式慢多少？通過下面的簡單示例來看看。

傳統(tǒng)方式：

def a(d="D:/miniconda3/Lib/site-packages"):
    from os import getcwd, walk

    extension = ".py"
    count = 0
    for root, directories, filenames in walk(d):
        for filename in filenames:
            if filename.endswith(extension):
                count += 1
                
    print(f"{count} Python files found")

if __name__ == "__main__":
    import time

    t0 = time.time()
    a()
    t1 = time.time()
    print(t1 - t0)

# 運行結(jié)果：
7875 Python files found
0.31201744079589844

pathlib方式：

def b(d="D:/miniconda3/Lib/site-packages"):
    from pathlib import Path

    extension = ".py"
    count = 0
    for filename in Path(d).rglob(f"*{extension}"):
        count += 1

    print(f"{count} Python files found")

if __name__ == "__main__":
    import time

    t0 = time.time()
    b()
    t1 = time.time()
    print(t1 - t0)

# 運行結(jié)果：
7875 Python files found
0.44898128509521484

讀取的標準庫中的文件，總共將近8000個文件，運行多次后，時間大概相差0.1秒左右。

pathlib的性能確實略遜于傳統(tǒng)方式，但是將近8000個文件，也只慢了0.1秒，

如果不是大規(guī)模處理文件的話，還是用pathlib更好。

3. 總結(jié)

總的來說，與傳統(tǒng)的 os.path 模塊相比，pathlib 提供了一種更現(xiàn)代和面向?qū)ο蟮姆绞絹硖幚砦募窂健?br />它支持跨平臺的文件路徑操作，使得開發(fā)者可以更容易地編寫可移植的代碼。
此外，pathlib 還提供了鏈式調(diào)用的能力，使得代碼更加簡潔和易讀。

因此，為了代碼更加簡潔、易讀和可維護，推薦使用 pathlib 來替代傳統(tǒng)的 os.path。

到此這篇關(guān)于詳解Python中os.path與pathlib的用法和性能對比的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python os.path pathlib內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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