webdonsk.ruКак сделать свою операционную систему на python
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 10.09.2024
Обработка файлов в Python с помощью модуля os включает создание, переименование, перемещение, удаление файлов и папок, а также получение списка всех файлов и каталогов и многое другое.
В индустрии программного обеспечения большинство программ тем или иным образом обрабатывают файлы: создают их, переименовывают, перемещают и так далее. Любой программист должен обладать таким навыком. С этим руководством вы научитесь использовать модуль os в Python для проведения операций над файлами и каталогами вне зависимости от используемой операционной системы.
Важно знать, что модуль os используется не только для работы с файлами. Он включает массу методов и инструментов для других операций: обработки переменных среды, управления системными процессами, а также аргументы командной строки и даже расширенные атрибуты файлов, которые есть только в Linux.
Модуль встроенный, поэтому для работы с ним не нужно ничего устанавливать.
Вывод текущей директории
Для получения текущего рабочего каталога используется os.getcwd() :
os.getcwd() возвращает строку в Юникоде, представляющую текущий рабочий каталог. Вот пример вывода:
Создание папки
Для создания папки/каталога в любой операционной системе нужна следующая команда:
Если запустить ее еще раз, будет вызвана ошибка FileExistsError , потому что такая папка уже есть. Для решения проблемы нужно запускать команду только в том случае, если каталога с таким же именем нет. Этого можно добиться следующим образом:
Функция os.path.isdir() вернет True , если переданное имя ссылается на существующий каталог.
Изменение директории
Менять директории довольно просто. Проделаем это с только что созданным:
Еще раз выведем рабочий каталог:
Создание вложенных папок
Предположим, вы хотите создать не только одну папку, но и несколько вложенных:
Это создаст три папки рекурсивно, как показано на следующем изображении:
Создание файлов
Для создания файлов в Python модули не нужны. Можно использовать встроенную функцию open() . Она принимает название файла, который необходимо создать в качестве первого параметра и желаемый режим открытия — как второй:
w значит write (запись), a — это appending (добавление данных к уже существующему файлу), а r — reading (чтение). Больше о режимах открытия можно почитать здесь.
Переименование файлов
С помощью модуля os достаточно просто переименовать файл. Поменяем название созданного в прошлом шаге.
Статьи
Руководство по основным методам модуля os в Python. Подробно рассмотрим примеры использования популярных методов.
Введение
Os — это встроенная библиотека языка программирования, предоставляющая интерфейс для взаимодействия с базовой операционной системой, под управлением которой работает Python.
Этот модуль представляет собой портативный способ использования функциональности, зависящей от операционной системы.
Модуль операционной системы поставляется по умолчанию со стандартными утилитными модулями Python, поэтому вам не нужно ничего устанавливать, чтобы начать использовать его.
Модуль os предоставляет массу методов, которые вы используете в различных ситуациях при взаимодействии с операционной системой, начиная от создания новых файлов и папок и заканчивая их переименованием и удалением.
Использование модуля os в Python
Вы можете посмотреть список всех доступных методов в модуле os используя следующий код
Листинг команды очень большой и мне пришлось сократить часть вывода.
Так же вы можете обратиться к официальной документации по использованию модуля os в Python.
В этой статье мы рассмотрим некоторые основные методы библиотеки os на конкретных примерах.
Использование метода os.getcwd()
Этот метод ОС используется для получения пути текущей рабочей директории.
Этот метод используется для изменения текущего каталога на новый, ему передается один параметр — путь к новому каталогу.
Использование метода os.listdir()
Этот метод возвращает все файлы и каталоги в текущем каталоге.
Также можно передать параметр конкретной директории для просмотра ее файлов и каталогов.
Использование метода os.mkdir()
Этот метод используется для создания новой директории в текущей папке, например, давайте создадим директорию под названием Products.
Использование метода os.rename()
Модуль используется для переименования файла или папки, ему передается два аргумента, старое и новое имя файла или папки. Например, переименуем папку Products в Stuff.
Использование метода os.rmdir()
Этот метод используется для удаления каталогов. Имя каталога, который вы хотите удалить нужно передать первым аргументом. os.rmdir() будет работать только для пустых директорий.
Например, удалим каталог Stuff с помощью rmdir().
Использование метода os.remove()
Этот метод используется для удаления файлов. Например, удалим файл powerlog.
Использование метода os.system()
Вывод программы выглядит следующим образом
Цифра 0 в конце вывода означает что выполнение программы прошло без ошибок.
Использование метода os.uname()
Этот метод возвращает информацию, идентифицирующую текущую операционную систему.
Использование метода os.environ
Environ не является методом в модуле ОС, а является параметром процесса, через который мы можем получить доступ к переменным окружения системы.
Например, давайте получим доступ к переменной окружения HOME
Мы также можем установить собственную переменную окружения, как показано в примере ниже.
Использование метода os.getuid()
Этот модуль возвращает идентификатор пользователя текущего процесса.
Использование метода os.getpid()
Возвращает реальный идентификатор процесса текущего приложения.
Заключение
В этой статье мы узнали о модуле os и о том, как его можно использовать в различных задачах, связанных с операционной системой, используя его методы.
Надеюсь, вам была интересна эта статья, не стесняйтесь поделиться ее со своими коллегами и друзьями в ваших сообществах разработчиков.
Оставляйте в комментариях свои предложения и отзывы и я обязательно свяжусь с вами как можно скорее.
Модуль os из стандартной библиотеки языка программирования Python обычно используется для работы с установленной ОС, а также файловой системой ПК. Он содержит массу полезных методов для взаимодействия с файлами и папками на жестком диске. Программы, работающие с модулем os, не зависят от типа ОС и являются легко переносимыми на другую платформу.
Что такое модуль os?
Модуль os в Python — это библиотека функций для работы с операционной системой. Методы, включенные в неё позволяют определять тип операционной системы, получать доступ к переменным окружения, управлять директориями и файлами:
- проверка существования объекта по заданному пути;
- определение размера в байтах;
- удаление;
- переименование и др.
При вызове функций os необходимо учитывать, что некоторые из них могут не поддерживаться текущей ОС.
Чтобы пользоваться методами из os, нужно подключить библиотеку. Для этого в Python используется import os, который необходимо описать в файле до первого обращения к модулю.
Рекомендуется использовать эту инструкцию в начале файла с исходным кодом.
Функции модуля os
Методы из библиотеки os могут применяться пользователем для разных целей. Ниже показаны наиболее популярные из них, позволяющие получать данные о операционной системе. Также получать сведения о файлах и папках, хранимых в памяти на жестком диске ПК.
Получение информации об ОС
Чтобы узнать имя текущей ОС, достаточно воспользоваться методом name. В зависимости от установленной платформы, он вернет ее короткое наименование в строковом представлении. Следующая программа была запущена на ПК с ОС Windows 10, поэтому результатом работы функции name является строка nt. Увидеть это можно при помощи обычного метода print.
Получить сведения, которые касаются конфигурации компьютера, можно при помощи метода environ. Вызвав его через обращение к библиотеке os, пользователь получает большой словарь с переменными окружения, который выводится в консоль или строковую переменную. Таким образом, можно узнать название системного диска, адрес домашней директории, имя системы и массу другой информации. Следующий пример демонстрирует применение environ.
При помощи функции getenv можно получить доступ к различным переменным среды. Чтобы сделать это, достаточно передать в качестве аргумента необходимое название переменной, как в следующем примере, где print выводит на экран сведения о TMP на дисплей в консоль.
Изменение рабочей директории
По умолчанию рабочей директорией программы является каталог, где содержится документ с ее исходным кодом. Благодаря этому, можно не указывать абсолютный путь к файлу, если тот находится именно в этой папке. Получить сведения о текущей директории позволяет функция getcwd, которая возвращает полный адрес рабочего каталога на жестком диске. В следующем фрагменте кода показано что будет, если передать результат работы этого метода в print. Как можно заметить, рабочей директорией является каталог program на системном диске C.
При желании, рабочую директорию можно настроить по своему усмотрению, применив метод chdir из библиотеки os. Для этого необходимо передать ему в качестве параметра абсолютный адрес к новому каталогу. Если указанного пути на самом деле не существует, программа будет завершена в аварийном режиме из-за выброшенного исключения. В следующем примере кода продемонстрирован переход к новой рабочей директории под названием folder на диске D.
Проверка существования пути
Чтобы избежать ошибок, связанных с отсутствием определенного файла или директории, которые должны быть обработаны программой, следует предварительно проверять их наличие с помощью метода exists. Передав ему в качестве аргумента путь к нужному файлу или папке, можно рассчитывать на лаконичный ответ в виде булевого значения true/false, сообщающего о наличии/отсутствии указанного объекта в памяти компьютера. В следующем примере идет проверка текстового файла test.txt из корневого каталога D, которая возвращает True.
Если объект на диске реально существует, это не всегда значит, что он имеет подходящую для дальнейшей обработки форму. Проверить, является ли определенный объект файлом, поможет функция isfile, которая принимает его адрес. Ознакомиться с результатом его работы можно из следующего примера, где print отображает на экране значение True для файла test.txt.
Аналогичные действия можно выполнить и для проверки объекта на принадлежность к классу директорий, вызвав для его адреса метод isdir из библиотеки os. Как можно заметить, в данном случае print выводит на экран булево значение False, поскольку test.txt не является папкой.
Создание директорий
Возможности модуля os позволяют не только отображать информацию об уже существующих в памяти объектах, но и генерировать абсолютно новые. Например, с помощью метода mkdir довольно легко создать папку, просто указав для нее желаемый путь. В следующем примере в корневом каталоге диска D производится новая папка под названием folder через mkdir.
Однако на этом возможности по генерации директорий не заканчиваются. Благодаря функции makedirs можно создавать сразу несколько новых папок в неограниченном количестве, если предыдущая директория является родительской для следующей. Таким образом, в следующем примере показывается генерация целой цепочки папок из folder, first, second и third.
Удаление файлов и директорий
Избавиться от ненужного в дальнейшей работе файла можно с помощью метода remove, отдав ему в качестве аргумента абсолютный либо относительный путь к объекту. В небольшом коде ниже демонстрируется удаление документа test.txt из корневой директории диска D на ПК.
Чтобы стереть из памяти папку, следует воспользоваться встроенной функцией rmdir, указав ей адрес объекта. Однако здесь присутствуют определенные нюансы, поскольку программа не позволит беспрепятственно удалить директорию, в которой хранятся другие объекты. В таком случае на экране отобразится ошибка и будет выброшено исключение. В следующем примере производится процедура удаления пустой директории folder при помощи метода rmdir.
Для быстрого удаления множества пустых папок следует вызывать функцию removedirs. Она предоставляет возможность избавиться сразу от нескольких каталогов на диске, при условии, что все они вложены друг в друга. Таким образом, указав путь к конечной папке, можно легко удалить все родительские директории, но только если они в результате оказываются пустыми. В примере показано мгновенное удаление четырех разных папок: folder, first, second, third.
Запуск на исполнение
Встроенные функции библиотеки os позволяют запускать отдельные файлы и папки прямиком из программы. С этой задачей прекрасно справляется метод startfile, которому стоит передать адрес необходимо объекта. Программное обеспечение, используемое для открытия документа, определяется средой автоматически. Например, при запуске обычного файла test.txt, как это сделано в следующем примере, задействуется стандартный блокнот. Если передать функции ссылку на директорию, она будет открыта при помощи встроенного менеджера файлов.
Получение имени файла и директории
Иногда для взаимодействия с документом необходимо получить его полное имя, включающее разрешение, но не абсолютный путь к нему на диске. Преобразовать адрес объекта в название позволяет функция basename, которая содержится в подмодуле path из библиотеки os. Таким образом, следующий пример показывает преобразование пути test.txt в простое имя файла.
Обратная ситуация возникает тогда, когда пользователю нужно получить только путь к файлу, без самого названия объекта. Это поможет сделать метод dirname, который возвращает путь к заданному документу в строковом представлении, как это продемонстрировано в небольшом примере ниже. Здесь print выводит на экран адрес текстового документа в папке folder.
Вычисление размера
Чтобы определить размер документа или папки, стоит воспользоваться функцией getsize, как это показано в следующем примере для файла test.txt. Функция print выводит размер данного документа в байтах. Воспользоваться getsize можно и для измерения объема директорий.
Переименование
Библиотека os предоставляет возможность быстрой смены названия для любого файла или же каталога при помощи метода rename. Данная функция принимает сразу два разных аргумента. Первый отвечает за путь к старому наименованию документа, в то время как второй отвечает за его новое название. В примере показано переименование директории folder в catalog. Стоит помнить, что метод может генерировать исключение, если по указанному пути нет файла.
Переименовывать можно не только один каталог, но и несколько папок сразу, только если все они находятся в одной иерархической цепочке. Для этого достаточно вызвать метод renames и передать ему путь к конечной директории в качестве первого аргумента. В роли же второго параметра выступает аналогичный адрес к папке, но только с новыми именами всей цепочки. Следующий пример демонстрирует правильное использование функции renames, за счет чего было произведено переименование директорий folder, first и second в catalog, one и two.
Содержимое директорий
Проверить наличие в каталоге определенных объектов позволяет функция listdir. С её помощью можно получить информацию о файлах и папках в виде списка. В программе немного ниже показано, как метод принимает в качестве параметра путь к каталогу folder на диске D, а затем выводит название внутренней папки first и документа test.txt, вывод в консоль осуществляется с помощью print.
Воспользовавшись методом walk, можно получить доступ к названиям и путям всех подпапок и файлов, относящихся к заданному каталогу. Применив один внешний цикл for, а также два вложенных, несложно получить информацию об объектах в каталоге folder через специальные списки directories и files. Сведения выдаются с помощью многократного обращения к print.
Информация о файлах и директориях
Вывести на экран или в любое другое место основные сведения об объекте можно через метод stat. Поместив ему в качестве параметра расположение файла или папки на диске компьютера, стоит ожидать небольшой массив информации. Здесь можно найти данные о размере объекта в байтах, а также некие числовые значения, отображающие доступ и режим его работы.
Обработка путей
Возвращаясь к классу path из библиотеки os, стоит принять во внимание функцию split, позволяющую очень легко разъединять путь к файлу и имя файла в различные строки. Это демонстрируется на следующем примере с текстовым документом test.txt в папке folder.
Обратное действие выполняет функция join, позволяя легко соединить путь к документу с его названием. Как видно из результатов работы данного кода, благодаря print на экране будет отображаться путь, который ссылается на текстовый файл test.txt в каталоге folder на D.
Это были базовые возможности модуля os, реализуемые в программах на языке Python за счет множества встроенных методов по управлению установленной ОС. Таким образом, они дают возможность не только получать полезные сведения о платформе, но и работать с содержимым диска, создавая новые директории и файлы, переименовывая и полностью удаляя их.
Данный модуль можно применять во многих случаях. В данном разделе мы не рассмотрим каждый из них. Вместо этого, мы рассмотрим, как именно его можно применять, а также ознакомимся с подмодулем, под названием os.path. В частности, мы расскажем о:
Это может выглядеть как большой объем материала, но есть еще минимум десяток других задач, которые модуль os может выполнять. Так что данный раздел можно назвать кратким экскурсом. Для использования любого из методов, упомянутых в данном разделе, вам нужно импортировать модуль os, вот так:
os.name
Модуль os обладает как вызываемыми функциями, так и обычными значениями. В случае с os.name, речь идет только о значениях. При доступе к os.name, вы получите информацию о том, с какой платформой вы работаете. Вам откроются следующие значения: ‘posix’, ‘nt’, ‘os2’, ‘ce’, ‘java’, ‘riscos’. Давайте посмотрим на то, что выйдет, если запустить его на Windows 7:
Это говорит нам о том, что наш экземпляр Пайтон работает в окне Windows. Как мы об этом узнали? Майкрософт начали называть свою операционную систему NT много лет назад. Например, Windows 7 также носит имя Windows NT 6.1.
os.environ, os.getenv() и os.putenv()
Значение os.environ известно как объект мэппинга (сопоставления), который работает со словарем переменных пользовательской среды. Возможно вы не знали, но каждый раз, когда вы пользуетесь своим компьютером, некоторые переменные среды уже установлены.
Это дает вам полезную информацию, такую как количество процессоров, тип ОЗУ, имя компьютера, и так далее. Посмотрим, что мы сможем узнать о нашем компьютере:
Ваши данные будут отличаться от моих, так как конфигурация компьютера у всех немного отличается, однако вы определенно увидите большое количество совпадений. Как вы могли заметить, это вернуло словарь. Это значит, что вы можете получить доступ к значениям среды, пользуясь обычными словарными методами. Например:
Вы также можете использовать функцию os.getenv для доступа к этой переменной:
Полезность использования os.getenv() вместо словаря os.environ заключается в том, что если вы находитесь в положении, когда вам нужно получить доступ к переменной среды, которая не существует, функция getenv попросту ничего не сделает. Если вы попытаетесь сделать то же самое, пользуясь os.environ, вы получите уведомление об ошибке. Давайте попробуем на примере:
Результат выполнения данного скрипта:
Есть вопросы по Python?
На нашем форуме вы можете задать любой вопрос и получить ответ от всего нашего сообщества!
Telegram Чат & Канал
Вступите в наш дружный чат по Python и начните общение с единомышленниками! Станьте частью большого сообщества!
Паблик VK
Одно из самых больших сообществ по Python в социальной сети ВК. Видео уроки и книги для вас!
os.mkdir() и os.makedirs()
Как вы могли догадаться, эти два метода используются для создания папок. Первая, os.mkdir(), позволяет создать одну папку. Попробуем:
Первая строка кода создает папку под названием test в определенном каталоге. Вы можете использовать эти модули в предыдущем разделе, чтобы узнать, где именно вы запустили свой код, на случай, если вы забыли. Во втором примере мы назначили путь к переменной, затем к os.mkdir(). Это позволяет вам создать папку в любой точке вашей системы, где есть доступ. Функция os.makedirs() создает промежуточные папки в пути, если их там нет. В целом, это значит, что вы создали путь, в котором размещены папки. Лично я часто прибегал к данному решению, когда была необходимость создания журнала, с датированной структурой, например Год\Месяц\День. Давайте взглянем на пример:
Что произошло? Этот код просто создал кучу папок! Если в вашей системе все еще есть папка pytest, то в ней появится папка 2014, в которой также есть папка, в которой, удивительно, находится еще одна. Попробуйте сами, воспользовавшись рабочим путем в вашей системе.
В этом уроке мы создадим на основе языка программирования Python свое первое программное обеспечение с .exe файлом.
Введение в GUI
GUI (Graphical user interface) - графический интерфейс пользователя. С этого понятия мы и начнем. На самом деле никаких скрытых смыслов здесь нет и GUI - это графическое представление для всех ваших программ.
То есть вы могли бы запустить программу из командной строки и получить результат в том же самом виде. Но чтобы ваш код взаимодействовал с пользователем, необходим интерфейс для взаимодействия.
В "питоне" есть много модулей, которые вы можете импортировать и на его основе создавать свой графический интерфейс. Мы будем использовать Tkinter - встроенный GUI для Python. Он устанавливается вместе "питоном".
Здесь Tk() относится к классу в модуле Tkinter, который мы сохраняем, инициализируя в top. Label - это метод для печати текста, Entry - для создания пустой записи, Button - для создания кнопки.
pack - это ключ для упаковки всего в макет. mainloop сохраняет все видимым, пока вы не закроете графический интерфейс.
Создаем собственный калькулятор
Выше мы увидели простой графический интерфейс с кнопкой и полями. Приступим к созданию простого калькулятора Python.
Сразу скажу, что стиль кода, названия переменных очень важны и существует n-способов создания кода, но здесь мы только хотим понять суть создания ПО, а не выучить все правила правильного написания кода.
Создание GUI
Прежде чем перейти к коду, мы создадим графический интерфейс для нашего приложения-калькулятора. Для более легкого понимания мы будем использовать только одну кнопку и 4 строчки для ввода.
Воспользуемся написанным кодом выше и возьмем оттуда label, entry и button.
Создание функции
В нашем случае сразу после ввода 2 чисел и указания операции между ними должен быть показан ответ.
Начнем с кнопки Submit (см. изображение калькулятора выше).
Нам нужно дать команду кнопке, создать функцию, которая предназначена для этого.
Называем функцию process, которая после нажатия кнопки, простыми словами, обращается за данными к нашим строкам ввода и получает значения, введенные пользователем. Полученные данные мы сохраняем в number1, number2, operator.
Процесс вычислений
На этом этапе нам нужно обработать ввод, полученный от пользователя. По умолчанию полученное значение является строкой.
Для того, чтобы преобразовать тип данных мы строковую переменную оборачиваем в int.
Тем не менее, есть еще одна проблема - получение значения оператора (например, + - * /) для работы.
На самом деле решение довольно простое - использовать условный оператор if и делать вычисления внутри условий.
Строка в Python обозначается как " " или ' ', то есть здесь в if мы проверяем строковый оператор, полученный от пользователя и сохраняем результат в переменной answer.
Код целиком будет выглядеть так:
Вы успешно написали код нашего калькулятора.
Обработка исключений
Заголовок звучит слишком техническим? Определенно нет, не переживайте. Мы всегда должны учитывать много разных моментов.
Предположим, вы сделали этот калькулятор и показали его другу. Друг вместо того, чтобы вводить целое число вводит буквы, которые должны быть там где цифры. Python выдает ошибку и сразу останавливается.
Обработка исключений считается простым процессом. Давайте посмотрим, как это сделать в нашей программе:
Создание EXE
Вы создали программу на Python, которая полностью работаете после отладки ошибок. Но есть одна проблема - что если вы хотите поделиться своим кодом Python с другими? У них должен быть установлен Python, но часто это просто невозможно. Кроме того вы можете не иметь делания раскрыть свой код и тогда лучше всего создать *.exe - файл.
Чтобы создать исполняемую *.exe версию или Apk (для Android) необходимо "заморозить" (freeze) ваш код.
Есть много способов "заморозить" ваш код, но я бы предложил использовать Pyinstaller.
Шаг 1
Шаг 2
Перейдите в папку, в которой находится код, нажмите SHIFT + правую клавишу мыши и далее "Открыть в командной строке". Т.е. либо "open in command prompt" или "power shell" в зависимости от вашей версии ОС.
Добавляем свой значок для EXE-файла и помещаем всё в один файл с помощью второй команды.
Исходную программу на Python и *.exe файл вы можете скачать ниже:
На этом мы заканчиваем урок по разработке своего первого программного обеспечения на Python.
Читайте также: