os.path 是 Python 标准库中用于处理文件路径的模块，支持跨平台路径操作（Windows、Linux、macOS）。

1. 导入模块

import os

2. 常用路径操作

2.1 路径拼接与拆分

# os.path.join() - 智能拼接路径
path1 = os.path.join('folder', 'subfolder', 'file.txt')
print(path1)  # folder/subfolder/file.txt (Linux/macOS)
# Windows 输出: folder\subfolder\file.txt

path2 = os.path.join('/home/user', 'docs', 'readme.md')
print(path2)  # /home/user/docs/readme.md

# os.path.split() - 拆分目录和文件名
dir_part, file_part = os.path.split('/home/user/file.txt')
print(dir_part)   # /home/user
print(file_part)  # file.txt

# os.path.splitext() - 拆分文件名和扩展名
root, ext = os.path.splitext('document.pdf')
print(root)  # document
print(ext)   # .pdf

root2, ext2 = os.path.splitext('archive.tar.gz')
print(root2)  # archive.tar
print(ext2)   # .gz

2.2 获取路径组件

path = '/home/user/docs/file.txt'

# 获取目录名
dirname = os.path.dirname(path)
print(dirname)  # /home/user/docs

# 获取文件名（包含扩展名）
basename = os.path.basename(path)
print(basename)  # file.txt

# 获取绝对路径
abs_path = os.path.abspath('file.txt')
print(abs_path)  # /current/working/directory/file.txt

# 获取规范化路径（消除 . 和 ..）
norm_path = os.path.normpath('/home/user/../other/./file.txt')
print(norm_path)  # /home/other/file.txt

2.3 路径检查

# 假设当前目录下有一个 test.txt 文件和一个 myfolder 文件夹

# os.path.exists() - 路径是否存在
print(os.path.exists('test.txt'))     # True
print(os.path.exists('notexist.txt')) # False

# os.path.isfile() - 是否为文件
print(os.path.isfile('test.txt'))     # True
print(os.path.isfile('myfolder'))     # False

# os.path.isdir() - 是否为目录
print(os.path.isdir('myfolder'))      # True
print(os.path.isdir('test.txt'))      # False

# os.path.isabs() - 是否为绝对路径
print(os.path.isabs('/home/file.txt'))  # True
print(os.path.isabs('file.txt'))        # False

# os.path.islink() - 是否为符号链接
print(os.path.islink('shortcut'))  # True/False 取决于是否存在链接

2.4 文件大小与时间

# 获取文件大小（字节）
size = os.path.getsize('test.txt')
print(size)  # 1024 (假设文件大小为1024字节)

# 获取各种时间戳
import time

atime = os.path.getatime('test.txt')  # 最后访问时间
mtime = os.path.getmtime('test.txt')  # 最后修改时间
ctime = os.path.getctime('test.txt')  # 创建时间（Unix）/ 元数据修改时间（Windows）

print(time.ctime(atime))  # Mon May 18 10:30:00 2026
print(time.ctime(mtime))  # Mon May 18 10:25:00 2026
print(time.ctime(ctime))  # Mon May 18 10:20:00 2026

2.5 路径比较与转换

# os.path.commonpath() - 获取公共路径
paths = ['/home/user/docs/file.txt', '/home/user/photos/image.jpg']
common = os.path.commonpath(paths)
print(common)  # /home/user

# os.path.commonprefix() - 获取公共前缀（不保证路径语义）
prefix = os.path.commonprefix(['/home/user/a', '/home/user/b'])
print(prefix)  # /home/user/

# os.path.relpath() - 获取相对路径
abs_path = '/home/user/docs/file.txt'
rel_path = os.path.relpath(abs_path, start='/home')
print(rel_path)  # user/docs/file.txt

# 跨平台路径转换
# os.path.expanduser() - 扩展用户目录
home_path = os.path.expanduser('~/documents/notes.txt')
print(home_path)  # /home/username/documents/notes.txt (Linux)
# Windows: C:\Users\username\documents\notes.txt

# os.path.expandvars() - 扩展环境变量
path_with_env = os.path.expandvars('$HOME/data/file.csv')
print(path_with_env)  # /home/username/data/file.csv

3. 实战示例

3.1 遍历目录并处理文件

def process_directory(dir_path):
    """遍历目录，输出所有文件和子目录信息"""
    if not os.path.exists(dir_path):
        print(f"目录不存在: {dir_path}")  # 目录不存在: /invalid/path
        return
    
    if not os.path.isdir(dir_path):
        print(f"不是目录: {dir_path}")  # 不是目录: test.txt
        return
    
    for item in os.listdir(dir_path):
        full_path = os.path.join(dir_path, item)
        
        if os.path.isfile(full_path):
            size = os.path.getsize(full_path)
            print(f"文件: {item:30} 大小: {size:10} 字节")
            # 输出示例: 文件: report.pdf                   大小:       2048 字节
        elif os.path.isdir(full_path):
            print(f"目录: {item:30}")
            # 输出示例: 目录: images

# 使用示例
# process_directory('/home/user/documents')

3.2 安全创建目录

def safe_mkdir(dir_path):
    """安全创建目录（如果不存在）"""
    if os.path.exists(dir_path):
        print(f"目录已存在: {dir_path}")  # 目录已存在: /tmp/myapp/data
        return False
    
    os.makedirs(dir_path, exist_ok=True)  # exist_ok=True 不会报错
    print(f"目录创建成功: {dir_path}")    # 目录创建成功: /tmp/myapp/newfolder
    return True

# 创建多级目录
os.makedirs('parent/child/grandchild', exist_ok=True)
print(os.path.exists('parent/child/grandchild'))  # True

3.3 获取文件信息工具函数

def get_file_info(file_path):
    """获取文件的详细信息"""
    if not os.path.isfile(file_path):
        return None
    
    info = {
        'name': os.path.basename(file_path),
        'dir': os.path.dirname(file_path),
        'size': os.path.getsize(file_path),
        'ext': os.path.splitext(file_path)[1],
        'abspath': os.path.abspath(file_path),
    }
    return info

# 使用示例
info = get_file_info('test.txt')
if info:
    print(f"文件名: {info['name']}")      # 文件名: test.txt
    print(f"所在目录: {info['dir']}")     # 所在目录: /home/user
    print(f"大小: {info['size']} 字节")   # 大小: 1024 字节
    print(f"扩展名: {info['ext']}")       # 扩展名: .txt
    print(f"绝对路径: {info['abspath']}") # 绝对路径: /home/user/test.txt

3.4 查找特定扩展名的文件

def find_files_by_ext(root_dir, extension):
    """递归查找指定扩展名的所有文件"""
    matches = []
    
    for root, dirs, files in os.walk(root_dir):
        for file in files:
            if file.endswith(extension):
                full_path = os.path.join(root, file)
                matches.append(full_path)
    
    return matches

# 查找所有 .py 文件
py_files = find_files_by_ext('/home/project', '.py')
print(f"找到 {len(py_files)} 个 Python 文件")  # 找到 42 个 Python 文件
for f in py_files[:3]:  # 只显示前3个
    print(f"  {f}")
    # 输出示例:
    #   /home/project/main.py
    #   /home/project/utils/helper.py
    #   /home/project/config/settings.py

4. 跨平台注意事项

# 推荐使用 os.path.join 而不是手动拼接
# 不推荐: path = 'folder\\subfolder\\file.txt'  # 仅Windows
# 不推荐: path = 'folder/subfolder/file.txt'     # 仅Unix
path = os.path.join('folder', 'subfolder', 'file.txt')  # 跨平台 ✅

# 处理路径时优先使用 os.path 函数
# 而不是手动处理字符串
filename = 'myfile.txt'
print(os.path.splitext(filename)[1])  # .txt ✅
# 不推荐: filename.split('.')[-1]  # 无法处理 .tar.gz 等情况

# 获取当前工作目录
cwd = os.getcwd()
print(cwd)  # /home/user/project

# 改变工作目录
os.chdir('/tmp')
print(os.getcwd())  # /tmp

5. 常用函数速查表

这个教程涵盖了 os.path 的大部分常用功能，配合示例输出可以帮助你快速理解和使用。