Изучаем Python: модуль os для начинающих с практическим домашним заданием

Введение: Зачем программисту уметь работать с файлами?

Давайте честно, у кого из нас папка «Загрузки» не превращалась в свалку из документов, архивов и картинок с непонятными именами? Или, может, вы скачали сотню фоток с именами вроде DSC00123.JPG и хотели бы дать им нормальные названия? Делать всё это руками — тоска и пустая трата времени.

И тут на сцену выходит Python со своим встроенным модулем os.

Если коротко, это ваш швейцарский нож для работы с файловой системой прямо из кода. С его помощью можно узнать, где вы находитесь, посмотреть, какие файлы лежат в папке, создать новую директорию, переименовать тысячу файлов одним махом или удалить ненужный хлам. Это уже не просто абстрактные задачки, а реальная автоматизация своей рутины.

Эта статья — для новичков. Для тех, кто уже знает, что такое переменные и циклы, но пока боится подступиться к чему-то прикладному. Мы разберем самые нужные и частые команды модуля os на простых примерах, без воды и заумных терминов.

Теория — это круто, но без практики она быстро выветривается. Поэтому в конце вас ждет не просто перечень команд, а ссылка на мой GitHub с практическими заданиями. Там мы и закрепим всё, о чем здесь поговорим. Поехали!

2. Подготовка к работе: import os

Давайте сразу к делу. Чтобы получить доступ ко всем этим командам, модуль os нужно подключить к нашему скрипту. Это делается одной простой строкой в самом начале вашего .py файла.

import os

И всё. Ничего дополнительно устанавливать через pip не нужно, потому что os — это часть стандартной библиотеки Python, он всегда под рукой.

Небольшой, но важный момент для общего развития:

В современном Python для работы с путями всё чаще используют модуль pathlib. Он предлагает более удобный, объектно-ориентированный подход, и многие считают его более «питоничным».

Так почему мы начинаем с os? Во-первых, это основа основ, и вы будете постоянно встречать его в огромном количестве существующего кода и примеров в интернете. Во-вторых, для простых, прямолинейных задач его синтаксис часто бывает понятнее новичку. Мы изучим базу, а к pathlib вы всегда успеете прийти, когда почувствуете себя увереннее.

3. Где я? Навигация по файловой системе

Окей, модуль мы подключили. Но с чего начать? Прежде чем что-то создавать или удалять, неплохо бы осмотреться. Ваш скрипт, когда запускается, по умолчанию «не видит» ничего, кроме папки, из которой его запустили. Давайте научим его оглядываться по сторонам.

os.getcwd() — узнать текущую рабочую директорию

Первый и самый главный вопрос — где мы вообще находимся? Команда getcwd (get current working directory) — это аналог команды pwd в терминале Linux. Она моментально показывает полный путь к папке, в которой сейчас работает ваш скрипт.

import os

current_directory = os.getcwd()
print(f"Сейчас мой скрипт работает отсюда: {current_directory}")

Если вы запустите этот код, то увидите что-то вроде:

• C:UsersИмяПользователяDesktopmy_project на Windows

• /home/ИмяПользователя/projects/my_project на Linux или macOS

Просто и полезно.

os.listdir() — посмотреть, что находится в папке

Хорошо, мы знаем, где мы. А что вокруг нас? Команда listdir покажет всё, что лежит в директории: и файлы, и другие папки. В ответ она возвращает обычный питоновский список со строками.

import os

# Если вызвать без аргументов, покажет содержимое текущей папки
whats_inside = os.listdir()
print("Внутри этой папки лежат:")
print(whats_inside)

# Вывод будет примерно таким:
# Внутри этой папки лежат:
# ['main.py', '.venv', 'data', 'requirements.txt']

Можно заглянуть и в любую другую папку, просто передав ей путь в качестве аргумента: os.listdir('C:/Users/ИмяПользователя/Documents').

os.chdir() — сменить текущую директорию

Это аналог команды cd в терминале. Она позволяет скрипту «перейти» в другую папку и уже оттуда продолжать работу. Это одна из самых часто используемых команд.

Представим, что у нас есть папка data. Давайте зайдем в нее.

import os

print(f"Сначала я здесь: {os.getcwd()}")

# 'Переходим' в папку data (она должна быть внутри текущей директории)
os.chdir('data')

print(f"Теперь я здесь: {os.getcwd()}")

А как вернуться обратно, на уровень выше? Для этого используется стандартное обозначение ...

# Возвращаемся на один уровень вверх
os.chdir('..')
print(f"И снова я здесь: {os.getcwd()}")

Важный момент: если вы попытаетесь перейти в папку, которой не существует, Python выдаст ошибку FileNotFoundError, и скрипт упадет. Всегда будьте уверены, что директория, в которую вы переходите, действительно существует. Позже мы научимся это проверять.

4. Создаем и удаляем: управление папками и файлами

Окей, навигацию освоили. Давайте к самому интересному — будем что-то менять. Создавать папки для будущего порядка, переименовывать файлы и избавляться от мусора.

Работа с папками

os.mkdir() — создать одну папку

Тут всё просто. mkdir (make directory) создает новую папку в текущей директории.

import os

# Создаст папку 'reports' прямо здесь
os.mkdir('reports')

Важный нюанс: если папка reports уже существует, скрипт упадет с ошибкой FileExistsError.

os.makedirs() — создать сразу несколько папок

А что, если нужно создать целую структуру? Например, archive/2025/photos. Если попытаться сделать это через mkdir, он сломается, потому что папки archive еще нет. Вот тут-то и нужен makedirs — он достаточно умен, чтобы создать всё дерево директорий за вас.

import os

# Эта команда создаст и 'archive', и вложенную в нее '2025', и 'photos'
os.makedirs('archive/2025/photos')

Это супер-удобно, и в 90% случаев вы будете использовать именно makedirs.

os.rmdir() — удалить пустую папку

rmdir (remove directory) делает обратное — удаляет папку. Ключевое слово здесь — пустую. Если внутри директории что-то есть, Python откажется ее удалять и выдаст ошибку. Это такая защита от случайного сноса важных данных.

import os

# Сначала создадим, потом удалим
os.mkdir('temp_folder')
os.rmdir('temp_folder')

Работа с файлами

os.rename() — переименовать или переместить файл

А вот тут кроется небольшой трюк. Команда rename делает сразу две вещи.

1. Простое переименование:

   import os
   
   # Сначала создадим файл, чтобы было с чем работать
   with open('old_name.txt', 'w') as f:
       f.write('some text')
   
   # А теперь переименуем его
   os.rename('old_name.txt', 'new_name.txt')
   

2. Перемещение файла: Если вторым аргументом указать путь в другую папку, файл переедет туда.

   import os
   os.makedirs('archive') # Создадим папку для примера
   
   # Перемещаем наш файл в папку 'archive'
   os.rename('new_name.txt', 'archive/new_name.txt')
   

   Это очень мощный прием: одной командой и переименовали, и переместили.

os.remove() — удалить файл

Это прямой и беспощадный способ удалить файл. Никаких вопросов, никаких «вы уверены?». Просто берет и удаляет.

import os

# Удаляем файл, который только что переместили
os.remove('archive/new_name.txt')

---

ВНИМАНИЕ! ОЧЕНЬ ВАЖНЫЙ БЛОК!

Команды os.remove() и os.rmdir() удаляют файлы и папки НАВСЕГДА. Они не перемещают их в Корзину. Отменить это действие нельзя. Один неверный шаг в цикле — и можно случайно снести половину рабочего стола.

Золотое правило: прежде чем запускать скрипт, который что-то удаляет, сначала замените os.remove(path) на print(f"Собираюсь удалить: {path}"). Запустите, посмотрите на список и только потом, будучи на 100% уверенным, возвращайте команду удаления. Не рискуйте.

5. Путь к файлу: магия os.path

Казалось бы, что сложного в путях к файлам? Просто строка, да и всё.

Проблема: разные слэши

На Windows пути к файлам разделяются обратным слэшем: C:UsersUserDocuments.
А на Linux и macOS — прямым: /home/user/documents.

Если вы в своем коде жестко пропишете my_folder + '/' + my_file, ваш скрипт прекрасно сработает на Linux, но сломается на Windows. Это главная головная боль, которую решает подмодуль os.path.

os.path.join() — правильный способ собирать пути

Забудьте про склеивание строк со слэшами. Навсегда. Вместо этого используйте os.path.join(). Эта функция сама понимает, на какой операционной системе она запущена, и подставляет правильный разделитель.

import os

# Просто перечисляем части пути через запятую
folder = 'documents'
filename = 'report.docx'

# os.path.join() сделает всю грязную работу за нас
full_path = os.path.join('C:', 'Users', 'User', folder, filename)

print(full_path)
# На Windows выведет: C:UsersUserdocumentsreport.docx
# На Linux вывело бы: C:/Users/User/documents/report.docx (с правильными слэшами)

Используйте эту функцию всегда. Это признак хорошего, переносимого кода.

basename и dirname — разбираем пути на запчасти

Часто нужно сделать обратное: из полного пути получить только имя файла или только путь к папке, в которой он лежит.

• os.path.basename(path) — возвращает имя файла.

• os.path.dirname(path) — возвращает путь к директории.

import os

full_path = '/home/user/documents/report.docx'

filename = os.path.basename(full_path)
print(f"Имя файла: {filename}") # Выведет: Имя файла: report.docx

directory = os.path.dirname(full_path)
print(f"Путь к папке: {directory}") # Выведет: Путь к папке: /home/user/documents

Невероятно полезно, когда нужно работать с файлами, не зная их точных имен заранее.

Проверки — работаем безопасно

Это, возможно, самый важный блок в этой главе. Помните, мы говорили, что скрипт упадет, если попытаться перейти в несуществующую папку? Или создать папку, которая уже есть? Чтобы этого избежать, нужно проверять, существует ли путь, прежде чем что-то с ним делать.

• os.path.exists(path) — самая частая проверка. Возвращает True, если путь (файл или папка) существует, и False, если нет.

• os.path.isfile(path) — возвращает True, только если это существующий файл.

• os.path.isdir(path) — возвращает True, только если это существующая папка.

Вот как это выглядит на практике:

import os

path_to_check = 'archive'

if os.path.exists(path_to_check):
    print(f"Путь '{path_to_check}' существует.")
    if os.path.isdir(path_to_check):
        print("И это папка!")
    elif os.path.isfile(path_to_check):
        print("И это файл!")
else:
    print(f"Пути '{path_to_check}' не существует. Давайте создадим папку.")
    os.makedirs(path_to_check)

Этот простой шаблон с if делает ваш код в сто раз надежнее. Сначала проверяем, потом делаем. Всегда.

6. Собираем все вместе: пишем скрипт для сортировки файлов

Хватит теории. Давайте напишем что-то, что можно запустить и сразу увидеть результат. Помните проблему с папкой «Загрузки», которую мы обсуждали в самом начале? Вот ее мы и решим.

Постановка задачи:

У нас есть папка, заваленная разными файлами: картинками (.jpg, .png), документами (.pdf, .docx) и архивами (.zip). Наша цель — написать скрипт, который:

1. Сам создаст внутри этой папки директории: Images, Documents, Archives и Other.

2. Пройдется по всем файлам.

3. Рассортирует каждый файл в соответствующую папку в зависимости от его расширения.

План-алгоритм скрипта (наша логика):

Прежде чем писать код, давайте проговорим шаги. Наш скрипт должен:

1. Определить путь к папке, где будем наводить порядок.

2. Получить список всего, что в ней лежит.

3. Запустить цикл и по очереди рассматривать каждый элемент из этого списка.

4. Внутри цикла первым делом проверить: это файл или папка? Сортируем мы только файлы.

5. Если это файл, смотрим на его расширение (то, что после последней точки в имени).

6. В зависимости от расширения, решаем, в какую целевую папку (Images, Documents и т.д.) его нужно положить.

7. Перед перемещением проверяем, а существует ли вообще эта целевая папка? Если нет — создаем ее.

8. Перемещаем файл в нужную папку.

Звучит логично. Теперь переведем это на язык Python.

Код:

import os
import shutil # Этот модуль мы не проходили, но его метод move надежнее для перемещения

# 1. УКАЖИТЕ ПУТЬ К ВАШЕЙ ПАПКЕ ДЛЯ СОРТИРОВКИ!
# ВАЖНО: Используйте двойные слэши \ для Windows или одинарные / для Linux и macOS
PATH_TO_SORT = "C:\Users\YourUser\Downloads\TestFolder" # <-- ИЗМЕНИТЕ ЭТОТ ПУТЬ

# 2. Получаем список всех файлов и папок в директории
all_items = os.listdir(PATH_TO_SORT)

# 3. Проходимся по каждому элементу
for item in all_items:
    # Собираем полный путь к файлу, чтобы с ним можно было работать
    item_full_path = os.path.join(PATH_TO_SORT, item)

    # 4. Проверяем, что это файл, а не папка
    if os.path.isfile(item_full_path):
        try:
            # 5. Получаем расширение файла в нижнем регистре
            extension = item.split('.')[-1].lower()

            # 6. Определяем, в какую папку положить файл
            target_folder = ''
            if extension in ['jpg', 'jpeg', 'png', 'gif', 'bmp']:
                target_folder = 'Images'
            elif extension in ['pdf', 'docx', 'doc', 'txt', 'xlsx']:
                target_folder = 'Documents'
            elif extension in ['zip', 'rar', '7z']:
                target_folder = 'Archives'
            else:
                target_folder = 'Other'

            # Собираем путь к целевой папке
            target_folder_path = os.path.join(PATH_TO_SORT, target_folder)

            # 7. Проверяем, существует ли папка. Если нет - создаем.
            if not os.path.exists(target_folder_path):
                os.makedirs(target_folder_path)
                print(f"Создана папка: {target_folder}")

            # 8. Перемещаем файл
            # Используем shutil.move, он корректно работает между разными дисками
            # и в целом более предсказуем, чем os.rename для перемещения
            shutil.move(item_full_path, target_folder_path)
            print(f"Файл '{item}' перемещен в папку '{target_folder}'")

        except Exception as e:
            # На случай, если у файла нет расширения или возникла другая ошибка
            print(f"Не удалось обработать файл '{item}'. Ошибка: {e}")

print("nСортировка завершена!")

Вот и всё! Этот скрипт — отличный пример того, как несколько простых команд модуля os (и одна из shutil для надежности) могут превратиться в полезную программу-автоматизатор. Можете скопировать его, изменить путь и попробовать на тестовой папке.

7. Заключение и что дальше?

Ну вот и всё! Если вы дочитали до этого момента и попробовали запустить код, то поздравляю: вы сделали огромный шаг от написания абстрактных «hello, world» к созданию реально полезных скриптов.

Давайте быстро пробежимся по тому, что мы теперь умеем:

• Осматриваться в файловой системе с помощью getcwd и listdir.

• Перемещаться между папками через chdir.

• Создавать и удалять папки (mkdir, makedirs, rmdir).

• Переименовывать, перемещать и удалять файлы (rename, remove).

• И, что самое главное, — писать кросс-платформенный и безопасный код, используя проверки из os.path.

Мы собрали все эти знания в одном скрипте, который наводит порядок в папках. Это и есть настоящая автоматизация: скучную ручную работу мы переложили на плечи Python.

Куда двигаться дальше?

Мир работы с файлами не ограничивается одним модулем os. Если эта тема вас зацепила, вот пара советов для дальнейшего изучения:

1. Посмотрите в сторону pathlib. Как я уже упоминал, это более современная и объектно-ориентированная библиотека для работы с путями. Код с ней часто выглядит чище и интуитивнее. Считать, что os устарел — неправильно, но знать про pathlib и уметь им пользоваться — это признак хорошего тона в современном Python.

2. Попробуйте автоматизировать что-то свое. Подумайте, какие рутинные задачи с файлами вы выполняете на своем компьютере? Может, нужно бэкапить какие-то документы по расписанию? Или искать файлы-дубликаты? Попробуйте набросать для этого свой собственный скрипт.

Спасибо, что уделили время этой статье. Надеюсь, она была для вас полезной. А теперь — к самому главному.

8. Домашнее задание на GitHub

Как и обещал в самом начале, просто прочитать статью — недостаточно. Настоящие нейронные связи в мозгу формируются только тогда, когда вы сами пишете код, сталкиваетесь с ошибками и исправляете их.

Поэтому я подготовил для вас репозиторий, где вы сможете отточить все, о чем мы сегодня говорили.

>> Ссылка на репозиторий с заданиями на GitHub <<

Что вас ждет внутри? Не просто список задач, а нечто лучшее. Рядом с каждым заданием лежат готовые тесты, которые автоматически проверят ваш код. Вам не придется гадать, «а правильно ли я всё сделал?». Просто пишете решение, запускаете проверку, и она вам тут же скажет, всё ли работает как надо.

Вся подробная инструкция — как скачать репозиторий, как запустить тесты и что именно от вас требуется в каждом задании — находится в файле README.md в корне репозитория.

Если что-то будет непонятно или заметите ошибку, не стесняйтесь создавать 'Issue' на GitHub. А пообщаться, задать вопросы и обсудить решения можно в моем телеграм-блоге — заходите, буду рад помочь: Cсылка.

Уверен, у вас все получится. Вперед, к практике