内容梗概¶

本节课讲解非常实用的目录操作。老师以"批量转码课程录像并上传 B 站"的日常需求引入，介绍用 os 标准库实现目录遍历、创建目录、获取文件信息、删除与重命名等操作。课上通过一个完整示例——输入源目录和目标目录，把源目录下所有文件（含子目录）按体积从大到小排序、加序号重命名并移动到新目录——逐步讲解了 os.listdir 配合递归的遍历写法、os.path.join 的路径拼接、os.path.exists / os.mkdir / os.stat / os.path.basename / os.path.splitext / os.rename 等 API。随后介绍了更高效的 os.walk 遍历方式，最后用 Python 3.4 引入的 pathlib（Path 对象）重写同一示例，展示其简洁性。

知识点详解¶

引入与 os 库概览（约 00:00 - 03:12）¶

实际场景：每次课程回放都要遍历录像文件、批量转码成符合 B 站标准的格式再上传——遍历目录是最常见的需求之一。
Python 提供大量内置**标准库**，最基础的之一是 os（Operating System），负责与操作系统相关的操作。
使用前必须 import os。常见功能：目录遍历（两种方式）、创建文件夹、获取文件信息（大小、创建日期等）、删除文件/目录、重命名（即剪切/移动，macOS 下叫 rename）、路径字符串处理。默认参数细节建议直接看文档。

示例功能与效果演示（约 03:12 - 08:00）¶

示例：输入要遍历的目录路径和一个新目录名，程序把源目录（含子目录）下所有文件按**体积从大到小**排序，加序号前缀重命名后放进新目录。
应用拓展：遍历照片文件夹，对每个文件算**哈希值**，哈希一致即内容重复，可自动找出并删除重复文件——攒了十几年照片人工去重不现实，用 Python 很简单。（提示：作业涉及遍历，但不是排序这个。）

用 listdir + 递归遍历目录（约 08:04 - 19:45）¶

自定义函数 walk_dir(path) 遍历目录：
os.listdir(path)：接收目录路径，返回该目录下所有文件和文件夹名组成的**列表**；但它**不会深入子目录**，只列出当前层。
原始字符串：写 Windows 路径时用 r'...' 避免反斜杠转义；注意**原始字符串不能以奇数个反斜杠结尾**（2 个可以，3 个不行），这是 Python 的特点，记住即可。
路径拼接：必须用 os.path.join(dir, filename)，不要自己用字符串加 '\\'：
- Windows 路径分隔符是反斜杠，Linux 是斜杠，手写拼接的代码在 Linux 下跑不了，Python 程序本应跨平台可移植；
- os.path.join 自动判断操作系统加分隔符，还能避免用户输入路径末尾已带反斜杠导致的重复分隔符问题。
os.path.isdir(path)：判断路径是目录还是文件（返回 True/False）。
递归逻辑：遇到子目录就递归调用 walk_dir 并把结果 += 拼接到 result 列表；遇到文件直接 append。最终 result 里只有文件、没有目录。递归效率不高（之前讲过），但逻辑清晰。
用 input 获取要遍历的目录和输出目录。
os.path.exists(path)：判断路径（文件或目录）是否存在；不存在时用 os.mkdir 创建目录（存在则跳过不重复创建）。

获取文件大小并排序（约 21:45 - 24:45）¶

os.stat(path)：传入路径返回一个对象，内含大小、创建时间、权限等多种信息；取大小属性即可。
把文件列表转成**字典**：key 是文件路径，value 是文件大小。
用之前"数据类型进阶"学过的方法按字典的 value 排序（不记得可回看录像）。
老师的写代码习惯：每写一段就 print 一下验证前面是否成功，基本不需要专门调试。

重命名并移动（约 24:45 - 29:05）¶

初始化编号 1，每处理一个文件编号加 1（最大的文件是 1 号）。
os.path.basename(path)：取路径最后一部分（文件名含扩展名，如 1.txt），去掉前面所有目录。
os.path.splitext(basename)：split + extension，把文件名拆成元组 ('1', '.txt')——前者赋给 name、后者赋给 ext，以便在中间插入序号。
新文件名 = 编号_原文件名 + 扩展名，再用 os.path.join 与新目录拼成完整目标路径，最后 os.rename(原路径, 新路径) 完成移动（rename 即剪切）。

第二种遍历方式：os.walk（约 29:07 - 33:45）¶

os.walk(path)：返回遍历到的每一级目录本身、其子目录列表（dirs）、其文件列表（files），并自动向下层下探，无需手写递归，效率更高。
演示打印每一轮的 root, dirs, files：第一轮 root 是 backup（2 个子目录、无文件），随后分别以子目录为 root 继续下探，直到没有可遍历内容结束。
用法：每轮遍历 files 列表，把文件名与当前 root 用 os.path.join 拼接后 append 进结果列表即可。

pathlib：面向对象的路径操作（约 33:45 - 39:43）¶

os.path 从 Python 2 时代就有，但它是在**路径字符串**基础上做拼接等操作，没有"路径"这个对象，用起来繁琐。
Python 3.4 引入 pathlib，提供 Path 对象（类）：把路径字符串通过构造函数（类比 C++ 构造函数）转成 Path 对象，之后对路径的所有操作都直接操作这个对象。
对应功能：两种遍历、创建文件夹、统计文件信息、删除文件/目录、重命名、拼接路径。拼接路径直接用**斜杠运算符 /**，不用 os.path.join。
用 pathlib 重写同一示例：
Path(目录).glob(...) 遍历目录下所有文件（返回列表，既含文件也含文件夹，需过滤掉文件夹只留文件）；
Path(新目录).mkdir(exist_ok=True)：把"目录是否已存在"的判断隐含到参数里，存在也不报错；
文件名部分直接用属性：.stem（不含路径、不含后缀的纯文件名）、.suffix（后缀），不再用 basename + splitext；
用 / 运算符拼接输出目录与新文件名，再移动——代码大幅简化。
为什么不一上来就教 pathlib：现在仍是新老交替的年代，很多开源项目还在用 os.path，不光要会写代码，还得能看懂别人的代码——这是进阶的基本要求。

示例与演示¶

完整示例（os 版）：walk_dir 函数用 os.listdir + 递归遍历 backup 目录的所有文件 → os.path.exists / os.mkdir 准备输出目录 → os.stat 取文件大小构建字典 → 按 value 从大到小排序 → 循环中用 basename、splitext 组装 1_xxx.txt 式新文件名 → os.rename 移动。运行后 new 目录里文件按大小排序并重新编号。
踩坑演示：原始字符串路径末尾多写一个反斜杠导致报错，引出"原始字符串不能以奇数个反斜杠结尾"的规则；缩进多一个空格把自己坑了（Python 缩进严格）。
os.walk 演示：逐轮打印 root / dirs / files，展示自动下探子目录的过程，并改写成收集所有文件路径的代码。
pathlib 版示例：同一功能用 Path.glob、.stem、.suffix、/ 拼接、mkdir(exist_ok=True) 重写，明显更简洁。

重点与难点¶

os.listdir 只列当前层、不进子目录；要遍历整棵树需配合**递归**，或直接用 os.walk（效率更高、自动下探）。
路径拼接永远用 os.path.join（或 pathlib 的 /），不要手写 '\\'：跨平台分隔符不同、还可能重复分隔符。
Windows 路径用原始字符串 r'...' 防转义；原始字符串不能以奇数个反斜杠结尾。
os.rename 同时承担重命名与移动（剪切）功能；os.stat 返回的对象含大小、时间、权限等多种信息。
pathlib（3.4+）是当前**最推荐**的写法，但 os.path 在老项目中仍大量存在，两种都要看得懂。
递归遍历返回结果里只有文件没有目录——目录被"展开"处理掉了，这个设计要想清楚。

关联内容¶

用到大量前置知识：函数与递归（讲函数时学过）、字典及其按 value 排序（数据类型进阶）、序列与列表操作、字符串的原始字符串记法（讲字符串时）。
标准库 os 的使用为第 9 章系统介绍 Python 标准库/第三方库预热；老师明确说"这涉及到下节课的一部分内容"。
遍历目录 + 读文件头是 8.6 节作业"猫鼠游戏"的直接技术基础；去重文件的哈希思路预告了后续"更多酷的内容"。
遍历 + 排序 + 重命名的完整流程是 Python 作为"脚本语言"处理日常事务（整理照片、批量转码）的典型场景。

8.5 文件与目录——目录操作¶