Что такое файловый каталог на диске

Обновлено: 21.11.2024

Для открытия файла необходимо, чтобы вы, как программист, и Python договорились о расположении файла на вашем диске. Файлы располагаются на диске по пути. Имя файла можно представить как короткое имя файла, а путь — как полное имя. Например, на Mac, если вы сохраните файл hello.txt в своем домашнем каталоге, путь к этому файлу будет /Users/yourname/hello.txt. На компьютере с Windows путь выглядит немного иначе, но используются те же принципы. Например, в Windows путь может быть C:\Users\yourname\My Documents\hello.txt

История разделителей путей

Почему разделителем пути является / в системах Unix/Linux/MacOS и \ в системах Microsoft Windows? Концепция иерархии папок впервые была разработана в Unix. В командной строке Unix символ / используется для разделения имен папок в пути к файлу, а тире используются для указания параметров командной строки, например, path/to/file/myfile -long -reverse . В системе Windows символ / используется для параметров командной строки, поэтому разработчики Windows решили использовать \ для разделения имен папок в пути к файлу, например, path\to\file\myfile /long/reverse . Использование символа \ для разделения имен папок в пути проблематично, поскольку символ \ также используется в качестве escape-символа для специальных символов, таких как \n для символа новой строки. В итоге мы всегда будем использовать символ / для разделения имен папок в пути, и даже в системе Windows путь к файлу будет работать нормально.

Вы можете получить доступ к файлам в подпапках, также называемых каталогами, в вашем домашнем каталоге, добавив косую черту и имя папки. Например, если у вас есть файл с именем hello.py в папке с именем CS150, которая находится внутри папки с именем PyCharmProjects в вашем домашнем каталоге, то полное имя файла hello.py будет /Users/yourname/PyCharmProjects/CS150/hello. .py . Это называется абсолютный путь к файлу. Абсолютный путь к файлу обычно работает только на определенном компьютере. Подумайте об этом на секунду. Какой еще компьютер в мире будет иметь абсолютный путь к файлу, начинающийся с /Users/yourname ?

Если файл находится не в той же папке, что и ваша программа Python, вам нужно указать компьютеру, как к нему добраться. Относительный путь к файлу начинается с папки, содержащей вашу программу на Python, и следует иерархии файлов на компьютере. Файловая иерархия содержит папки, содержащие файлы и другие подпапки. Указать вложенную папку очень просто — вы просто указываете имя вложенной папки. Чтобы указать родительскую папку, вы используете специальную нотацию .., потому что у каждого файла и папки есть один уникальный родительский элемент. Вы можете использовать нотацию .. несколько раз в пути к файлу для перемещения на несколько уровней вверх по иерархии файлов. Вот пример файловой иерархии, которая содержит несколько папок, файлов и подпапок. Папки на диаграмме выделены жирным шрифтом.

Используя пример иерархии файлов выше, программа myPythonProgram.py может получить доступ к каждому из файлов данных, используя следующие относительные пути к файлам:

Запомните важное правило: если ваш файл и ваша программа Python находятся в одном каталоге, вы можете просто использовать такое имя файла: open('myfile.txt', 'r') . Если ваш файл и ваша программа Python находятся в разных каталогах, вы должны указать один или несколько каталогов либо в относительном пути файла к файлу, например: open('../myData/data3. txt', 'r') или абсолютный путь к файлу, например open('/users/bmiller/myFiles/allProjects/myData/data3.txt', 'r') .

© Авторские права Брэд Миллер, Дэвид Ранум, 2014. Создано с помощью Runestone Interactive. Последнее обновление: 19 марта 2022 г.
Создано с использованием Runestone 6.0.11.

Определение и примеры корневых папок и корневых каталогов

Тим Фишер имеет более чем 30-летний опыт работы в сфере технологий. Он пишет о технологиях более двух десятилетий и является вице-президентом и генеральным директором Lifewire.

Майкл Хайне — сертифицированный CompTIA писатель, редактор и сетевой инженер с более чем 25-летним опытом работы в сфере телевидения, обороны, интернет-провайдеров, телекоммуникаций и образования.

Корневая папка, также называемая корневым каталогом или иногда просто корнем любого раздела или папки, является «самым высоким» каталогом в иерархии. Вы также можете думать об этом в целом как о начале или начале определенной структуры папок.

Корневой каталог содержит все остальные папки на диске или в папке и, конечно же, может содержать файлы. Вы можете визуализировать это с помощью перевернутого дерева, где корни (корневая папка) находятся вверху, а ветви (подпапки) находятся ниже; корень — это то, что скрепляет все его нижние элементы.

Например, корневой каталог основного раздела на вашем компьютере, вероятно, C:\. Корневая папка вашего DVD или CD-привода может быть D:\. В корне реестра Windows хранятся такие кусты, как HKEY_CLASSES_ROOT.

ROOT также является аббревиатурой от ROOT Object Oriented Technologies, но не имеет ничего общего с корневыми папками.

Примеры корневых папок

Термин корень также может относиться к тому местоположению, о котором вы говорите. Например, программа, которая устанавливается в папку C:\Programs\Example, использует эту конкретную папку в качестве корневой папки с потенциальной серией вложенных папок под ней.

То же самое относится и к любой другой папке. Вам нужно перейти в корень папки пользователя для User1 в Windows? Это папка C:\Users\Name1\. Это, конечно, зависит от того, о каком пользователе вы говорите — корневая папка User2 будет C:\Users\User2\.

Доступ к корневой папке

Быстрый способ попасть в корневую папку жесткого диска, когда вы находитесь в командной строке Windows, — это выполнить команду изменения каталога — cd — следующим образом:

После выполнения вы будете немедленно перемещены из текущего рабочего каталога в корневую папку. Так, например, если вы находитесь в папке C:\Windows\System32, а затем вводите команду cd с обратной косой чертой (как показано выше), вы сразу же будете перемещены из того места, где вы находились. на C:\.

Аналогично выполнение команды cd следующим образом:

<р>. переместит каталог на одну позицию вверх, что полезно, если вам нужно добраться до корня папки, а не до корня всего диска. Например, выполнение команды cd .. в папке C:\Users\User1\Downloads\ изменяет текущий каталог на C:\Users\User1\. Повторное выполнение приведет к C:\Users\ и т. д.

Ниже приведен пример, в котором мы начинаем с папки Германия на диске C:\. Как видите, выполнение той же команды в командной строке перемещает рабочий каталог в папку непосредственно перед/над ним, вплоть до корня жесткого диска.

Вы можете попытаться получить доступ к корневой папке только для того, чтобы обнаружить, что не видите ее при просмотре через Проводник. Это связано с тем, что некоторые папки по умолчанию скрыты в Windows. См. нашу статью Как показать скрытые файлы и папки в Windows? если вам нужна помощь, чтобы отобразить их.

Подробнее о корневых папках и каталогах

Термин корневая веб-папка иногда может использоваться для описания каталога, содержащего все файлы, составляющие веб-сайт. Здесь применяется та же концепция, что и на вашем локальном компьютере: файлы и папки в этой корневой папке содержат основные файлы веб-страницы, такие как файлы HTML, которые должны отображаться, когда кто-то обращается к основному URL-адресу веб-сайта.

Термин root, используемый здесь, не следует путать с папкой /root в некоторых операционных системах Unix, где она используется вместо домашнего каталога определенного пользователя. учетная запись (иногда называемая корневой учетной записью). Однако в некотором смысле, поскольку это основная папка для конкретного пользователя, вы можете называть ее корневой папкой.

В некоторых операционных системах файлы могут храниться в корневом каталоге, например на диске C:/ в Windows, но некоторые ОС не поддерживают это.

Термин корневой каталог используется в операционной системе VMS для определения места хранения всех файлов пользователя.

Корневая папка — это папка самого нижнего уровня на SD-карте. Это первая папка, которую вы видите, когда открываете SD-карту. Вы можете увидеть папки с именами DCIM и MISC или вообще ничего не увидеть, если недавно отформатировали карту памяти.

Каталог /root в Linux — это пользовательская папка системного администратора или пользователя root. Как и в папке Windows C:\Users, в ней есть подкаталоги для каждого пользователя, содержащие все данные учетной записи.

Папка /html — это корневой каталог для ваших файлов WordPress. Вы можете получить доступ к корневой папке через SFTP, SSH или файловый менеджер.

Каталог – это контейнер, который используется для хранения папок и файлов. Он организует файлы и папки в иерархическом порядке.

Преимущества:

Поскольку это один каталог, его реализация очень проста.
Если файлы меньше по размеру, поиск ускорится.
Операции, такие как создание файлов, поиск, удаление, обновление, очень просты в такой структуре каталогов.

Возможен конфликт имен, так как два файла могут иметь одинаковые имена.
Поиск займет много времени, если каталог большой.
Это не может группировать файлы одного типа вместе.
Двухуровневый каталог.
Как мы видели, одноуровневый каталог часто приводит к путанице в именах файлов у разных пользователей. решение этой проблемы заключается в создании отдельного каталога для каждого пользователя.

Можно указать полный путь, например /имя_пользователя/имя_каталога/.
У разных пользователей может быть один и тот же каталог и имя файла.
Поиск файлов упрощается благодаря пути и группировке пользователей.

Пользователь не может делиться файлами с другими пользователями.
Тем не менее, это не очень масштабируемо, два файла одного типа не могут быть сгруппированы вместе в одном пользователе.
Каталог с древовидной структурой.
После того, как мы увидели двухуровневый каталог в виде дерева высоты 2, естественным обобщением будет расширение структуры каталогов до дерева произвольной высоты.
Это обобщение позволяет пользователю создавать свои собственные подкаталоги и соответствующим образом организовывать свои файлы.

Древовидная структура является наиболее распространенной структурой каталогов. У дерева есть корневой каталог, и каждый файл в системе имеет уникальный путь.

Очень общий, поскольку можно указать полный путь.
Высокая масштабируемость, вероятность конфликта имен меньше.
Поиск становится очень простым, мы можем использовать как абсолютные, так и относительные пути.

Каждый файл не вписывается в иерархическую модель, файлы могут быть сохранены в нескольких каталогах.
Мы не можем обмениваться файлами.
Это неэффективно, поскольку доступ к файлу может происходить из нескольких каталогов.
Каталог ациклического графа.
Ациклический граф — это граф без цикла, который позволяет нам совместно использовать подкаталоги и файлы. Один и тот же файл или подкаталоги могут находиться в двух разных каталогах. Это естественное обобщение каталога с древовидной структурой.

Используется в ситуации, когда два программиста работают над совместным проектом и им нужен доступ к файлам. Связанные файлы хранятся в подкаталоге, отделяя их от других проектов и файлов других программистов, поскольку они работают над совместным проектом, поэтому они хотят, чтобы подкаталоги находились в их собственных каталогах. Общие подкаталоги должны быть общими. Поэтому здесь мы используем ациклические каталоги.

Члены многих типов в пространстве имен System.IO включают параметр пути, который позволяет указать абсолютный или относительный путь к ресурсу файловой системы. Затем этот путь передается API-интерфейсам файловой системы Windows. В этом разделе обсуждаются форматы путей к файлам, которые можно использовать в системах Windows.

Традиционные пути DOS

Стандартный путь DOS может состоять из трех компонентов:

Буква тома или диска, за которой следует разделитель томов ( : ).
Имя каталога. Символ разделителя каталогов разделяет подкаталоги во вложенной иерархии каталогов.
Необязательное имя файла. Символ разделителя каталогов разделяет путь к файлу и имя файла.

Если присутствуют все три компонента, путь является абсолютным. Если буква тома или диска не указана, а имя каталога начинается с символа разделителя каталогов, путь является относительным от корня текущего диска. В противном случае путь указывается относительно текущего каталога. В следующей таблице показаны некоторые возможные пути к каталогам и файлам.

< td>Абсолютный путь от корня текущего диска.

Путь	Описание
C:\Documents\Newsletters\Summer2018 .pdf	Абсолютный путь к файлу от корня диска C: .
\Program Files\Custom Utilities\StringFinder.exe
2018\January.xlsx	Относительный путь к файлу в подкаталоге текущий каталог.
..\Publications\TravelBrochure.pdf	Относительный путь к файлу в каталоге, начиная с текущего каталога.
C:\Projects\apilibrary\apilibrary.sln	Абсолютный путь к файлу из корня диска C: .
C:Projects\apilibrary\apilibrary.sln	Относительный путь от текущего каталога диска C:.

Обратите внимание на разницу между двумя последними путями. Оба указывают необязательный спецификатор тома ( C: в обоих случаях), но первый начинается с корня указанного тома, а второй — нет. В результате первый — это абсолютный путь от корневого каталога диска C:, а второй — относительный путь от текущего каталога диска C:. Использование второй формы вместо первой является частым источником ошибок, связанных с путями к файлам Windows.

Вы можете определить, является ли путь к файлу полным (т. е. не зависит ли путь от текущего каталога и не изменяется при изменении текущего каталога), вызвав метод Path.IsPathFullyQualified. Обратите внимание, что такой путь может включать сегменты относительных каталогов ( . и .. ) и по-прежнему быть полным, если разрешенный путь всегда указывает на одно и то же место.

В следующем примере показана разница между абсолютным и относительным путями. Предполагается, что каталог D:\FY2018\ существует и что вы не задали текущий каталог для D:\ из командной строки перед запуском примера.

Если вы хотите, чтобы комментарии к коду были переведены на языки, отличные от английского, сообщите нам об этом в этом обсуждении на GitHub.

UNC-пути

Пути универсального соглашения об именах (UNC), которые используются для доступа к сетевым ресурсам, имеют следующий формат:

Имя сервера или хоста, перед которым стоит \\ . Имя сервера может быть именем компьютера NetBIOS или IP/FQDN-адресом (поддерживаются как IPv4, так и v6).
Имя общего ресурса, которое отделяется от имени хоста символом \ . Вместе имя сервера и общего ресурса составляют том.
Имя каталога. Символ разделителя каталогов разделяет подкаталоги во вложенной иерархии каталогов.
Необязательное имя файла. Символ разделителя каталогов разделяет путь к файлу и имя файла.

Ниже приведены некоторые примеры путей UNC:

Путь	Описание
\\system07\C$\< /td>	Корневой каталог диска C: в system07 .
\\Server2\Share\Test\Foo.txt	Foo.txt в тестовом каталоге тома \\Server2\Share.

Пути UNC всегда должны быть полностью определенными. Они могут включать сегменты относительных каталогов ( . и .. ), но они должны быть частью полного пути. Относительные пути можно использовать только путем сопоставления пути UNC с буквой диска.

Пути устройств DOS

Операционная система Windows имеет единую объектную модель, которая указывает на все ресурсы, включая файлы. Эти пути к объектам доступны из окна консоли и отображаются на уровне Win32 через специальную папку символических ссылок, с которыми сопоставляются устаревшие пути DOS и UNC. Доступ к этой специальной папке осуществляется с помощью синтаксиса пути устройства DOS, который может быть одним из следующих:

Помимо идентификации диска по его букве, вы можете идентифицировать том по его GUID. Это принимает форму:

Путь устройства DOS состоит из следующих компонентов:

Спецификатор пути к устройству ( \\.\ или \\?\ ), который идентифицирует путь как путь к устройству DOS.

Символическая ссылка на «реальный» объект устройства (C: в случае имени диска или Volume в случае GUID тома).

Первый сегмент пути устройства DOS после спецификатора пути устройства идентифицирует том или диск. (Например, \\?\C:\ и \\.\BootPartition\ .)

Существует специальная ссылка для UNC, которая, что неудивительно, называется UNC . Например:

Для UNC устройств часть сервера/общего ресурса образует том. Например, в \\?\server1\e:\utilities\\filecomparer\ часть server/share — это server1\utilities . Это важно при вызове такого метода, как Path.GetFullPath(String, String) с относительными сегментами каталога; невозможно пройти мимо тома.

Пути устройств DOS являются полными по определению и не могут начинаться с сегмента относительного каталога ( . или .. ). Текущие каталоги никогда не входят в их использование.

Пример: способы ссылки на один и тот же файл

В следующем примере показаны некоторые способы обращения к файлу при использовании API в пространстве имен System.IO. В примере создается экземпляр объекта FileInfo и используются его свойства Name и Length для отображения имени файла и длины файла.

Нормализация пути

Почти все пути, передаваемые API Windows, нормализованы. Во время нормализации Windows выполняет следующие шаги:

Определяет путь.
Применяет текущий каталог к частично определенным (относительным) путям.
Канонизирует разделители компонентов и каталогов.
Вычисляет относительные компоненты каталога ( . для текущего каталога и ..для родительского каталога).
Удаляет определенные символы.

Эта нормализация происходит неявно, но вы можете сделать это явно, вызвав метод Path.GetFullPath, который заключает в себе вызов функции GetFullPathName(). Вы также можете вызвать функцию Windows GetFullPathName() напрямую, используя P/Invoke.

Определить путь

Первым шагом в нормализации пути является определение типа пути. Пути относятся к одной из нескольких категорий:

Это пути к устройствам; то есть они начинаются с двух разделителей и вопросительного знака или точки ( \\? или \\. ).
Это пути UNC; то есть они начинаются с двух разделителей без знака вопроса или точки.
Это полностью определенные пути DOS; то есть они начинаются с буквы диска, разделителя тома и разделителя компонентов ( C:\ ).
Они обозначают устаревшее устройство ( CON , LPT1 ).
Они относятся к корню текущего диска; то есть они начинаются с одного разделителя компонентов ( \ ).
Они относятся к текущему каталогу указанного диска; то есть они начинаются с буквы диска, разделителя томов и без разделителя компонентов ( C: ).
Они относятся к текущему каталогу; то есть они начинаются с чего-то еще ( temp\testfile.txt ).

Тип пути определяет, применяется ли каким-либо образом текущий каталог. Он также определяет, что является «корнем» пути.

Обработка устаревших устройств

Если путь представляет собой устаревшее устройство DOS, такое как CON , COM1 или LPT1 , он преобразуется в путь к устройству путем добавления перед ним \\.\ и возврата.

Путь, начинающийся с имени устаревшего устройства, всегда интерпретируется методом Path.GetFullPath(String) как устаревшее устройство. Например, путь устройства DOS для CON.TXT — \\.\CON , а путь устройства DOS для COM1.TXT\file1.txt — \\.\COM1 .

Применить текущий каталог

Если путь не указан полностью, Windows применяет к нему текущий каталог. К UNC и путям устройств не применяется текущий каталог. Не работает и полный диск с разделителем C:\ .

Если путь начинается с одного разделителя компонентов, применяется диск из текущего каталога. Например, если путь к файлу — \utilities, а текущий каталог — C:\temp\ , нормализация дает C:\utilities .

Если путь начинается с буквы диска, разделителя томов и без разделителя компонентов, применяется последний текущий каталог, заданный в командной оболочке для указанного диска. Если последний текущий каталог не был установлен, применяется только диск. Например, если путь к файлу — D:sources, текущий каталог — C:\Documents\, а последний текущий каталог на диске D: — D:\sources\, результатом будет D:\sources\sources. Эти «относительные» пути являются распространенным источником логических ошибок программ и сценариев. Предполагать, что путь, начинающийся с буквы и двоеточия, не является относительным, явно неверно.

Если путь начинается не с разделителя, применяются текущий диск и текущий каталог. Например, если путь — filecompare, а текущий каталог — C:\utilities\ , результатом будет C:\utilities\filecompare\ .

Канонизировать разделители

Все прямые косые черты ( / ) преобразуются в стандартный разделитель Windows — обратную косую черту ( \ ). Если они присутствуют, ряд косых черт, следующих за первыми двумя косыми чертами, сворачивается в одну косую черту.

Оценить относительные компоненты

По мере обработки пути оцениваются любые компоненты или сегменты, состоящие из одной или двух точек ( . или .. ):

На один период текущий сегмент удаляется, так как он ссылается на текущий каталог.

Для двойной точки текущий сегмент и родительский сегмент удаляются, поскольку двойная точка относится к родительскому каталогу.

Родительские каталоги удаляются только в том случае, если они не находятся за корнем пути. Корень пути зависит от типа пути. Это диск ( C:\ ) для путей DOS, сервер/общий ресурс для UNC ( \\Server\Share ) и префикс пути к устройству для путей к устройствам ( \\?\ или \\.\ ).

Обрезать символы

Вместе с удаленными ранее рядами разделителей и относительных сегментов, при нормализации удаляются некоторые дополнительные символы:

Если сегмент заканчивается одним периодом, этот период удаляется. (Сегмент из одной или двух точек нормализуется на предыдущем шаге. Сегмент из трех и более точек не нормализуется и фактически является допустимым именем файла/каталога.)

Если путь не заканчивается разделителем, все завершающие точки и пробелы (U+0020) удаляются. Если последний сегмент представляет собой просто одинарную или двойную точку, он подпадает под действие приведенного выше правила относительных компонентов.

Это правило означает, что вы можете создать имя каталога с завершающим пробелом, добавив завершающий разделитель после пробела.

Вы никогда не должны создавать каталог или имя файла с пробелом в конце. Конечные пробелы могут затруднить или сделать невозможным доступ к каталогу, и приложения обычно не работают при попытке обработать каталоги или файлы, имена которых содержат конечные пробелы.

Пропустить нормализацию

Обычно любой путь, переданный API Windows, (фактически) передается функции GetFullPathName и нормализуется. Есть одно важное исключение: путь к устройству начинается со знака вопроса, а не с точки. Если путь не начинается точно с \\?\ (обратите внимание на использование канонической обратной косой черты), он нормализуется.

Почему вы хотите пропустить нормализацию? Есть три основные причины:

Чтобы получить доступ к путям, которые обычно недоступны, но разрешены. Файл или каталог, называемый скрытым. , например, невозможно получить доступ каким-либо другим способом.

Чтобы повысить производительность, пропустив нормализацию, если она уже была выполнена.

Пропуск проверки нормализации и максимального пути — единственное различие между двумя синтаксисами пути к устройству; в остальном они идентичны. Будьте осторожны, пропуская нормализацию, так как вы можете легко создать пути, с которыми "обычным" приложениям будет сложно работать.

Пути, начинающиеся с \\?\, по-прежнему нормализуются, если вы явно передаете их функции GetFullPathName.

Вы можете передавать пути, содержащие более MAX_PATH символов, в GetFullPathName без \\?\ . Он поддерживает пути произвольной длины вплоть до максимального размера строки, который может обрабатывать Windows.

Case и файловая система Windows

Особенность файловой системы Windows, которая сбивает с толку пользователей и разработчиков, отличных от Windows, заключается в том, что в именах путей и каталогов не учитывается регистр. То есть имена каталогов и файлов отражают регистр строк, используемых при их создании. Например, вызов метода

Читайте также: