Python通配符：使用通配符快速搜索和處理文件

一、Python中通配符的使用場景

在日常開發中，我們經常需要搜索和處理多個文件。例如，我們可能需要找到所有具有特定擴展名或文件名模式的文件，然後進行特定操作。在這種情況下，使用通配符可以讓我們更快速地找到所需的文件。Python提供了一些內置函數和標準庫來方便地使用通配符進行文件搜索和處理。

對於以下場景，可以使用通配符來快速搜索和處理文件：

1. 查找所有匹配特定名稱模式的文件

    import glob
    
    # 查找所有以“.txt”結尾的文件
    files = glob.glob('*.txt')

2. 查找匹配特定文件擴展名的文件

    import glob
    
    # 查找所有以“.txt”結尾的文件
    txt_files = glob.glob('*.txt')
    # 查找所有以“.py”結尾的文件
    py_files = glob.glob('*.py')

3. 查找所有在特定目錄及其子目錄中匹配特定名稱模式的文件

    import glob
    
    # 查找所有以“.txt”結尾的文件
    files = glob.glob('/path/to/dir/**/*.txt', recursive=True)

4. 查找滿足特定條件的文件

    import glob
    
    # 查找所有文件，其中包含特定字符串
    files = glob.glob('/path/to/dir/*keyword*')

5. 對匹配的文件進行操作，例如複製、重命名等

    import glob
    import shutil
    
    # 複製所有以“.txt”結尾的文件
    for file in glob.glob('*.txt'):
        shutil.copy(file, '/path/to/destination')

二、glob模塊的使用

Python中的glob模塊是文件通配符匹配工具。它可以幫助我們查找符合特定模式的文件並進行特定操作。glob模塊提供了一個函數glob，我們可以使用它來搜索符合指定模式的文件，並返回一個包含所有文件名的列表。

glob函數接受一個參數pattern，用於指定搜索的模式，可以包含通配符符號（*和?），用於匹配文件名中的字符。

以下是一些示例代碼：

1. 查找所有以“.txt”結尾的文件

    import glob
    
    # 查找所有以“.txt”結尾的文件
    txt_files = glob.glob('*.txt')

2. 查找指定目錄下所有以“.txt”結尾的文件

    import glob
    
    # 查找指定目錄下所有以“.txt”結尾的文件
    txt_files = glob.glob('/path/to/dir/*.txt')

3. 查找所有在指定目錄及其子目錄中的以“.txt”結尾的文件

    import glob
    
    # 查找所有在指定目錄及其子目錄中的以“.txt”結尾的文件
    txt_files = glob.glob('/path/to/dir/**/*.txt', recursive=True)

4. 查找帶有特定字符串的文件

    import glob
    
    # 查找帶有特定字符串（keyword）文件
    files = glob.glob('/path/to/dir/*keyword*')

三、使用fnmatch模塊進行文件匹配

Python中的fnmatch模塊是用於文件名匹配的工具。類似於glob模塊，fnmatch模塊可以幫助我們查找符合特定模式的文件並進行特定操作。fnmatch模塊提供了一個函數fnmatch，我們可以使用它來搜索符合指定模式的文件，並返回一個布爾值。

fnmatch函數接受兩個參數：filename用於指定文件名，和pattern用於指定模式。模式可以包含通配符符號（*和?），用於匹配文件名中的字符。

以下是一些示例代碼：

1. 檢查文件名是否匹配給定的模式

    import fnmatch
    
    # 檢查文件名是否匹配給定的模式
    match = fnmatch.fnmatch('filename.txt', '*.txt')
    print(match)

2. 查找所有符合特定名稱模式的文件

    import os
    import fnmatch
    
    # 查找所有符合特定名稱模式的文件
    for root, dirs, files in os.walk('/path'):
        for filename in fnmatch.filter(files, '*.txt'):
            print(os.path.join(root, filename))

四、使用os模塊進行文件操作

Python中的os模塊提供了函數和方法，用於處理文件和文件夾。結合通配符的使用，os模塊可以幫助我們更方便地進行文件操作。

os模塊提供了以下常用函數和方法來進行文件操作：

1. os.path.exists()：檢查指定路徑的文件或目錄是否存在

    import os
    
    # 檢查文件是否存在
    file_exists = os.path.exists('/path/to/file')
    
    # 檢查目錄是否存在
    dir_exists = os.path.exists('/path/to/directory')

2. os.path.isfile()：檢查指定路徑是否為文件

    import os
    
    # 檢查指定路徑是否為文件
    is_file = os.path.isfile('/path/to/file')

3. os.path.isdir()：檢查指定路徑是否為目錄

    import os
    
    # 檢查指定路徑是否為目錄
    is_dir = os.path.isdir('/path/to/directory')

4. os.getcwd()：獲取當前工作目錄

    import os
    
    # 獲取當前工作目錄
    current_dir = os.getcwd()

5. os.chdir()：更改當前工作目錄

    import os
    
    # 更改當前工作目錄到指定目錄
    os.chdir('/path/to/new/directory')

6. os.remove()：刪除指定路徑的文件

    import os
    
    # 刪除指定路徑的文件
    os.remove('/path/to/file')

7. os.rename()：重命名文件或目錄

    import os
    
    # 重命名文件
    os.rename('/path/to/old/file', '/path/to/new/file')
    
    # 重命名目錄
    os.rename('/path/to/old/directory', '/path/to/new/directory')

通過以上函數和方法的組合使用，我們可以方便地進行文件操作。例如，我們可以使用os.walk函數遍歷目錄樹，然後使用os.path.isfile函數檢查每個文件是否為文件，並結合fnmatch模塊和os.rename函數來實現文件重命名操作。

以下是一些示例代碼：

1. 遍歷目錄樹，查找所有符合特定名稱模式的文件，然後重命名為新的文件名

    import os
    import fnmatch

    # 定義舊的名稱模式和新的名稱模式
    pattern = '*.txt'
    new_name = 'new_filename.txt'
    
    # 遍歷目錄樹，查找所有符合特定名稱模式的文件，並重命名為新的文件名
    for root, dirs, files in os.walk('/path'):
        for filename in fnmatch.filter(files, pattern):
            old_path = os.path.join(root, filename)
            new_path = os.path.join(root, new_name)
            os.rename(old_path, new_path)

五、小結

在日常工作中，使用通配符可以幫助我們更方便地搜索和處理文件。Python提供了多個內置函數和標準庫來方便地使用通配符進行文件操作，包括glob模塊、fnmatch模塊和os模塊等。合理地使用這些工具，可以幫助我們更快速地完成文件操作任務。