Python編寫操作系統文件遍歷器的代碼實現

一、常規方法進行文件遍歷

在Python中，遍歷文件是一個常見的應用場景，可以使用os模塊來完成。

import os

def traverse_dir(path):
    for root, dirs, files in os.walk(path):
        for file in files:
            print(os.path.join(root, file))

上面的代碼通過遞歸地調用os.walk函數，遍歷了指定目錄下的所有文件，並打印出它們的路徑。

二、使用生成器進行文件遍歷

如果文件數量很大，使用常規方法打印所有文件路徑會佔用很多內存，可以使用生成器的方式來避免佔用過多內存。

import os

def traverse_dir_generator(path):
    for root, dirs, files in os.walk(path):
        for file in files:
            yield os.path.join(root, file)

上面的代碼與常規方法不同的是，它使用了一個生成器函數，通過yield語句一次生成一個文件路徑，從而避免了一次性生成所有文件路徑，佔用過多內存。使用方法如下：

for file in traverse_dir_generator('path'):
    print(file)

三、同時遍歷多個目錄

在某些情況下，需要同時遍歷多個目錄下的所有文件，通常可以使用多線程或多進程來解決，這裡介紹一種使用協程的方法。

import os
import asyncio

async def traverse_dir_async(path):
    for root, dirs, files in os.walk(path):
        for file in files:
            yield os.path.join(root, file)

async def traverse_dirs_async(paths):
    tasks = [traverse_dir_async(path) for path in paths]
    for coroutine in asyncio.as_completed(tasks):
        async for file in coroutine:
            yield file

上面的代碼通過定義兩個協程函數traverse_dir_async和traverse_dirs_async，實現了同時遍歷多個目錄下的所有文件。使用方法如下：

paths = ['path1', 'path2']
for file in traverse_dirs_async(paths):
    print(file)

四、使用擴展模塊os.scandir提高效率

Python3中新增了os.scandir模塊，使用它可以提高文件遍歷的效率。

import os

def traverse_dir_scandir(path):
    for entry in os.scandir(path):
        if entry.is_file():
            yield entry.path
        elif entry.is_dir():
            yield from traverse_dir_scandir(entry.path)

上面的代碼通過使用os.scandir模塊掃描目錄下的所有文件，效率較高，使用方法與其他方法相同。

五、使用第三方模塊osutils進行文件遍歷

除了標準庫提供的功能外，還有一些第三方模塊可以進行文件遍歷，這裡介紹一下osutils模塊。

import osutils

def traverse_dir_osutils(path):
    for file in osutils.Walker(path):
        yield file

上面的代碼使用了osutils模塊提供的Walker函數，可以直接獲取指定目錄下的所有文件，並將它們一一生成。

六、總結

文件遍歷是Python中常見的操作，根據實際需求選擇適合的方法可以提高效率和降低內存消耗。標準庫os模塊提供了常規方法和scandir方法，第三方模塊osutils提供了方便的Walker函數，使用生成器的方式和協程的方式可以減少內存消耗。