Windows檔案名非用反斜槓？Python小技巧幫你解決這個麻煩

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來自：機器之心    作者：Adam Geitgey

參與：Geek AI、張倩

要想讓你的 Python 程式碼同時在 Windows 和 Mac/Linux 上工作，你需要處理不同系統檔案名用不同斜槓的問題。而 Python 3 有一個名為「pathlib」的新模組，可以幫你解決這個麻煩。

在程式設計過程中，我們往往會遇到一個小麻煩——微軟 Windows 系統在檔案夾名之間使用反斜槓字元，而幾乎所有其它的計算機（作業系統）都使用正斜槓：

Windows filenames:
C:\some_folder\some_file.txt

Most other operating systems:
/some_folder/some_file.txt

這是由於上世紀 80 年代早期計算機歷史上的一個小意外。「MS-DOS」的第一版使用了正斜槓字元來指定命令列選項。當微軟在「MS-DOS 2.0」中加入了對檔案夾的支援時，正斜槓字元已經被使用了，所以他們採用了反斜槓作為替代。35 年後，我們仍然被受困於這種不一致性。

如果你想讓你的 Python 程式碼同時在 Windows 和 Mac/Linux 上工作，你就需要處理這種與平臺相關的問題。幸運的是，Python 3 有一個名為「pathlib」的新模組，使得使用者處理檔案幾乎沒有任何困難。

「pathlib」模組連結：https://docs.python.org/3/library/pathlib.html

讓我們快速瀏覽一下處理檔案名路徑的不同方法，看看「pathlib」如何能讓你的生活變得更美好！

錯誤的解決方案：手動構建檔案路徑

假設你有一個資料檔案夾，該檔案夾包含你想要在你的 Python 程式中開啟的檔案：

在 Python 中對其進行編碼是「錯誤」的方式：

data_folder = "source_data/text_files/"

file_to_open = data_folder + "raw_data.txt"

f = open(file_to_open)

print(f.read())

請註意，由於我使用的是 Mac 系統，所以我使用了「Unix」風格的正斜槓對路徑進行了硬編碼。這也會讓 Windows 的使用者感到憤怒。

從技術上講，這段程式碼在 Windows 上仍然有效，因為 Python 有一個「駭客」（hack）技術：當你在 Windows 上呼叫「open()」函式時，它會識別這兩種斜線。但即便如此，你也不應該依賴它。如果你在錯誤的作業系統上使用了錯誤型別的斜槓（尤其是在它們與外部程式或程式碼庫互動時），並不是所有的 Python 庫都會正常工作。

Python 對混合斜槓型別的支援是一種只針對 Windows 的「駭客」技術，它反過來並不起作用。在 Mac 系統環境下，在程式碼中使用反斜槓會導致徹底失敗：

data_folder = "source_data\\text_files\\"

file_to_open = data_folder + "raw_data.txt"

f = open(file_to_open)

print(f.read())

# On a Mac, this code will throw an exception:
# FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'source_data\\text_files\\raw_data.txt'

由於所有這些原因以及其他原因，使用硬編碼的路徑字串編寫程式碼，是一種會讓其他程式員十分「嫌棄」的做法。一般來說，你應該儘量避免這麼做。

以前的解決方案：Python 的「os.path」模組

Python 的「os.path」模組有很多工具來處理這類針對特定作業系統的檔案系統問題。

你可以使用「os.path.join()」為當前的作業系統構建一個使用正確型別斜槓的路徑字串：

import os.path

data_folder = os.path.join("source_data", "text_files")

file_to_open = os.path.join(data_folder, "raw_data.txt")

f = open(file_to_open)

print(f.read())

這段程式碼可以同時在「Windows」或「Mac」系統上完美執行。問題是它使用起來很麻煩。寫出「os.path.join()」並將路徑的每個部分作為獨立的字串傳給該函式非常冗長，而且很不直觀。

由於「os.path」模組中的大多數函式使用起來很煩人，開發者們通常會「忘記」使用它們，即使他們知道這樣做更好。這導致出現了很多跨平臺的 Bug，也引起了使用者的憤怒。

更好的解決方案：Python 3 的「pathlib」！

為了處理檔案和路徑，Python 3.4 引入了一個名為「pathlib」的新標準庫，而且非常好用！

要使用該庫，你只需使用正斜槓將一個路徑或檔案名傳給一個新的「Path()」物件，然後它將處理餘下的操作：

from pathlib import Path

data_folder = Path("source_data/text_files/")

file_to_open = data_folder / "raw_data.txt"

f = open(file_to_open)

print(f.read())

在這裡，有兩點需要註意：

• 你應該在使用「pathlib」函式的情況下使用正斜槓。「Path()」函式將會把正斜槓轉化為適應當前作業系統環境的正確斜槓。贊！

• 如果你想要在路徑上進行新增，你可以直接在你的程式碼中使用「/」運運算元。你再也不用一遍又一遍地輸入「os.path.join(a, b)」了。

如果「pathlib」所做的就這麼多，它也已經是對於 Python 的一個很好的補充了。但是，它還能做更多！

例如，我們可以在無需開啟和關閉檔案的情況下，讀取文字檔案的內容：

from pathlib import Path

data_folder = Path("source_data/text_files/")

file_to_open = data_folder / "raw_data.txt"

print(file_to_open.read_text())

專業提示：之前的示例是有 Bug 的，因為開啟的檔案從來沒有被關閉過。而這裡的這種語法則徹底避免了這個 Bug。

事實上，「pathlib」使大多數標準的檔案操作變得快速而簡單：

from pathlib import Path

filename = Path("source_data/text_files/raw_data.txt")

print(filename.name)
# prints "raw_data.txt"

print(filename.suffix)
# prints "txt"

print(filename.stem)
# prints "raw_data"

if not filename.exists():
    print("Oops, file doesn't exist!")
else:
    print("Yay, the file exists!")

你甚至可以使用「pathlib」顯式地將一個「Unix」路徑轉化為一個「Windows」格式的路徑：

from pathlib import Path, PureWindowsPath

filename = Path("source_data/text_files/raw_data.txt")

# Convert path to Windows format
path_on_windows = PureWindowsPath(filename)

print(path_on_windows)
# prints "source_data\text_files\raw_data.txt"

如果你真的想安全地在你的程式碼中使用反斜槓，你可以按照「Windows」格式宣告你的路徑，而「pathlib」可以對其進行轉化，使其能在當前的作業系統中工作：

from pathlib import Path, PureWindowsPath

# I've explicitly declared my path as being in Windows format, so I can use forward slashes in it.
filename = PureWindowsPath("source_data\\text_files\\raw_data.txt")

# Convert path to the right format for the current operating system
correct_path = Path(filename)

print(correct_path)
# prints "source_data/text_files/raw_data.txt" on Mac and Linux
# prints "source_data\text_files\raw_data.txt" on Windows

如果你想把程式碼寫得更「高階」一些，你甚至可以使用「pathlib」來做諸如解析相對路徑、解析網路共享路徑並生成「file:// urls」之類的事。在下麵的例子中，我們將僅僅使用兩行程式碼，在你的 web 瀏覽器中開啟一個本地檔案夾：

from pathlib import Path
import webbrowser

filename = Path("source_data/text_files/raw_data.txt")

webbrowser.open(filename.absolute().as_uri())

這隻是「pathlib」的好處之一。它很好地替代了過去分散在不同 Python 模組中與檔案相關的許多不同功能。