Python3 OS

概念与用途

os 提供环境变量、进程信息和底层文件系统操作，pathlib 提供面向对象的路径 API。新代码通常用 Path 处理路径，仅在需要环境和平台能力时使用 os。

核心 API

常用成员包括 os.environ、os.getcwd()、os.replace() 和 os.walk()；Path.exists()、mkdir()、iterdir()、read_text() 与 / 运算符用于跨平台路径操作。

import os
from pathlib import Path
from tempfile import TemporaryDirectory

with TemporaryDirectory() as directory:
    output = Path(directory) / "reports"
    output.mkdir()
    (output / "result.txt").write_text(os.name, encoding="utf-8")
    print([path.name for path in output.iterdir()])

API 边界

需求	推荐 API	原因
路径拼接	Path / name	跨平台
环境变量	os.environ.get	区分配置来源
原子替换	os.replace	同文件系统可靠替换
递归遍历	Path.rglob/os.walk	控制规模和链接

示例：读取必需环境变量

import os

def required_env(name: str) -> str:
    value = os.environ.get(name)
    if not value:
        raise RuntimeError(f"缺少环境变量 {name}")
    return value

os.environ["DEMO_MODE"] = "test"
print(required_env("DEMO_MODE"))

环境变量都是字符串，布尔和数字必须显式解析。遍历不可信目录时要考虑符号链接、权限变化和竞态，检查后再操作并不能自动消除 TOCTOU 风险。

常见错误与工程注意

• 不要手工用 / 或 \\ 拼路径，使用 Path 或 os.path.join()。
• 外部文件名可能包含 .. 或绝对路径，写入前必须限制在预期根目录内。
• 环境变量中的密钥不要打印到日志或错误页面。