Python 工作目錄操作教學：取得、變更與列出目前目錄的完整指南

1. 前言

操作 Python 目前目錄的好處

1. 更順利地讀寫檔案

2. 正確區分相對路徑與絕對路徑

3. 更容易管理專案結構

本文將學到的內容

• 什麼是目前目錄？
• 如何取得目前目錄
• 如何變更目前目錄
• 如何取得目前目錄中的檔案列表
• 如何取得 Python 腳本所在的目錄
• 常見疑問（FAQ）與對應的解決方法

總結

2. 什麼是目前目錄？

目前目錄是什麼？

file_path = "data/sample.txt"

with open(file_path, "r") as file:
    content = file.read()

目前目錄的作用

1. 作為相對路徑的基準

• 相對路徑：以目前目錄為基準的路徑 範例：data/sample.txt（表示目前目錄中的 data 資料夾內的 sample.txt 檔案）
• 絕對路徑：從根目錄開始的完整路徑 範例：C:/Users/username/project/data/sample.txt（Windows） 範例：/home/user/project/data/sample.txt（Linux・Mac）

2. 可管理腳本的執行環境

3. 有助於管理整體專案

/home/user/project/
    ├── main.py  # 執行用的腳本
    ├── data/
    │   ├── sample.csv
    │   └── config.json
    ├── logs/
    │   ├── app.log
    └── src/
        ├── module1.py
        ├── module2.py

如何確認目前目錄

import os

current_directory = os.getcwd()
print("目前的目錄:", current_directory)

from pathlib import Path

current_directory = Path.cwd()
print("目前的目錄:", current_directory)

總結

• 目前目錄是 Python 腳本參考的根目錄。
• 了解相對路徑與絕對路徑的差異，並靈活運用是關鍵。
• 因應不同的執行環境，應有意識地管理目前目錄。
• 可透過 os.getcwd() 或 Path.cwd() 確認目前目錄。

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3. 如何取得目前目錄

什麼是取得目前目錄？

file_path = "data/sample.txt"

with open(file_path, "r") as file:
    content = file.read()

1. 使用 os 模組取得目前目錄

✅ 使用 os.getcwd()

import os

current_directory = os.getcwd()
print("目前的目錄:", current_directory)

✅ 輸出範例（Windows）

目前的目錄: C:\Users\username\project

✅ 輸出範例（Mac/Linux）

目前的目錄: /home/user/project

• os.getcwd() 會傳回絕對路徑（完整路徑），方便確認目前所在位置。
• os 是 Python 標準函式庫的一部分，無需額外安裝。

2. 使用 pathlib 模組取得目前目錄

✅ 使用 Path.cwd()

from pathlib import Path

current_directory = Path.cwd()
print("目前的目錄:", current_directory)

✅ 輸出範例

目前的目錄: /home/user/project

• Path.cwd() 與 os.getcwd() 功能相同，都會傳回絕對路徑。
• 使用 Path 物件可以更直覺地處理檔案路徑，與其他 pathlib 功能結合也更方便。
• pathlib 僅支援 Python 3.4 以上版本，無法在 Python 2 中使用。

3. 比較：os.getcwd() vs Path.cwd()

• 新專案建議使用 → Path.cwd()
• 需維持與舊程式碼相容 → os.getcwd()

4. 取得目前目錄時的注意事項

1. 在 Jupyter Notebook 中無法使用 __file__

• 雖然 os.getcwd() 與 Path.cwd() 可正常運作，但 __file__ 在 Notebook 中會出現錯誤。

1. 不同執行環境的目前目錄可能不同

• 例如 VSCode 的終端機與 Windows 命令提示字元中執行，可能有不同的目錄設定。

1. 使用 os.chdir() 改變目前目錄後，os.getcwd() 的值會更新

• 更改目前目錄後，所有的相對路徑將以新目錄為基準，需特別注意。

總結

• 在 Python 中，可透過 os.getcwd() 或 Path.cwd() 來取得目前目錄。
• os.getcwd() 簡單易用，與舊程式碼相容性高。
• Path.cwd() 是 pathlib 模組的一部分，適合物件導向操作。
• 新專案建議使用 Path.cwd()。
• 執行環境不同可能會導致目前目錄不同，需特別留意。

4. 如何變更目前目錄

1. 使用 os.chdir() 變更目前目錄

✅ os.chdir() 的基本用法

import os

# 顯示變更前的目前目錄
print("變更前的目前目錄:", os.getcwd())

# 變更目前目錄
os.chdir("/path/to/new/directory")  # 指定要切換的目錄

# 顯示變更後的目前目錄
print("變更後的目前目錄:", os.getcwd())

✅ 執行結果（確認變更前後）

變更前的目前目錄: /home/user/project
變更後的目前目錄: /home/user/project/new_folder

• 使用 os.chdir("路徑") 可在程式執行中動態變更工作資料夾。
• 變更後的所有相對路徑，都會以新目錄為基準。

2. 使用絕對路徑與相對路徑變更

✅ 使用絕對路徑

os.chdir("/home/user/project/new_folder")  # Linux / Mac
os.chdir("C:\\Users\\username\\project\\new_folder")  # Windows

• 指定完整路徑，適用於所有執行環境。
• 推薦使用方式，能避免混淆。

✅ 使用相對路徑

os.chdir("new_folder")  # 切換至目前目錄下的 new_folder
os.chdir("../")  # 返回上一層目錄
os.chdir("../../")  # 返回上上層目錄

• 以目前目錄為基準的相對路徑，有助於提升程式的可攜性。
• 但若目前目錄不清楚，可能導致預期外的行為。

3. 處理 os.chdir() 的錯誤

✅ 錯誤處理範例

import os

new_directory = "/path/to/nonexistent/directory"

# 確認資料夾存在後再變更
if os.path.exists(new_directory):
    os.chdir(new_directory)
    print("已變更目前目錄為:", os.getcwd())
else:
    print("錯誤：指定的資料夾不存在")

✅ 執行結果（當資料夾不存在時）

錯誤：指定的資料夾不存在

• 使用 os.path.exists(路徑) 確認目錄是否存在。
• 若目錄不存在，os.chdir() 會觸發 FileNotFoundError，建議搭配條件或例外處理使用。

4. 將目前目錄變回原本的路徑

✅ 儲存原本的目前目錄

import os

# 儲存當前的目錄
original_directory = os.getcwd()

# 變更目錄
os.chdir("/path/to/new/directory")
print("變更後的目錄:", os.getcwd())

# 回到原本的目錄
os.chdir(original_directory)
print("已返回原本目錄:", os.getcwd())

✅ 執行結果

變更後的目錄: /home/user/new_folder
已返回原本目錄: /home/user/project

• 使用 os.getcwd() 儲存目前目錄後，日後可以安全地切回。
• 當使用多個腳本時，若忘記回復目錄，可能導致檔案操作錯誤。

5. 注意 os.chdir() 的影響範圍

✅ 範例：變更目前目錄後發生錯誤

import os

# 切換目錄
os.chdir("/path/to/new/directory")

# 嘗試讀取位於原本目錄的檔案
with open("config.json", "r") as file:
    config = file.read()  # 可能發生 FileNotFoundError

總結

• 可以使用 os.chdir() 來變更目前目錄。
• 使用絕對路徑較安全，相對路徑也可提升靈活性。
• 建議搭配條件判斷或錯誤處理，以防指定不存在的目錄。
• 變更前可先儲存原始目錄，方便日後還原。
• os.chdir() 的影響是全域的，需避免意外錯誤。

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5. 如何取得目前目錄內的檔案清單

1. 使用 os.listdir() 取得檔案清單

✅ os.listdir() 的基本用法

import os

# 取得目前目錄中的檔案與資料夾
files_and_folders = os.listdir()

print("目前目錄內容:", files_and_folders)

✅ 執行結果（範例）

目前目錄內容: ['file1.txt', 'file2.csv', 'images', 'script.py']

• os.listdir() 會同時列出檔案與資料夾。
• 列出的清單包含檔名及副檔名，如需篩選可自行處理。

2. 只取得檔案（排除資料夾）

✅ 只列出檔案的寫法

import os

files = [f for f in os.listdir() if os.path.isfile(f)]

print("目前目錄中的檔案:", files)

✅ 執行結果（範例）

目前目錄中的檔案: ['file1.txt', 'file2.csv', 'script.py']

• 使用 os.path.isfile(f) 可排除資料夾，只保留檔案。
• 透過串列生成式可寫得簡潔清楚。

3. 只取得特定副檔名的檔案

✅ 範例：只列出 .txt 檔案

import os

txt_files = [f for f in os.listdir() if f.endswith('.txt')]

print(".txt 檔案清單:", txt_files)

✅ 執行結果（範例）

.txt 檔案清單: ['file1.txt', 'notes.txt']

• 使用 f.endswith('.txt') 可篩選出特定副檔名的檔案。
• 可替換為 '.csv'、'.log' 等其他格式。

4. 使用 pathlib 取得檔案清單

✅ 使用 Path.iterdir() 取得清單

from pathlib import Path

files_and_folders = list(Path.cwd().iterdir())

print("目前目錄內容:", files_and_folders)

✅ 執行結果（範例）

目前目錄內容: [PosixPath('file1.txt'), PosixPath('file2.csv'), PosixPath('images'), PosixPath('script.py')]

• Path.cwd().iterdir() 會傳回 Path 物件的清單，可用於進一步的操作。
• 使用 list() 轉換為串列更方便閱讀與處理。

5. 使用 pathlib 只列出檔案

✅ 範例：只取得檔案

from pathlib import Path

files = [f for f in Path.cwd().iterdir() if f.is_file()]

print("目前目錄中的檔案:", files)

✅ 執行結果（範例）

目前目錄中的檔案: [PosixPath('file1.txt'), PosixPath('file2.csv'), PosixPath('script.py')]

• is_file() 方法可過濾掉資料夾，只留下檔案。
• Path 物件也能讓後續的路徑處理更方便。

6. 比較：os.listdir() vs pathlib

• 舊專案或講究簡潔 → 使用 os.listdir()
• 新專案、喜歡物件導向 → 使用 pathlib.Path().iterdir()

總結

• 使用 os.listdir() 可列出目前目錄中的所有檔案與資料夾。
• 搭配 os.path.isfile() 可過濾出只有檔案。
• 使用 pathlib.Path().iterdir() 提供更現代化的操作方式。

6. 如何取得執行中腳本的所在目錄

1. 使用 __file__ 取得腳本所在目錄

✅ 基本寫法：使用 os.path

import os

# 取得腳本的絕對路徑
script_path = os.path.abspath(__file__)

# 取得腳本所在的資料夾
script_directory = os.path.dirname(script_path)

print("腳本的絕對路徑:", script_path)
print("腳本所在資料夾:", script_directory)

✅ 執行結果（範例）

腳本的絕對路徑: /home/user/project/script.py
腳本所在資料夾: /home/user/project

• __file__ 是一個代表腳本自身路徑的特殊變數。
• os.path.abspath(__file__) 取得絕對路徑，os.path.dirname() 拿到目錄。

• 在 Jupyter Notebook 中無法使用 __file__，會出現錯誤。
• Notebook 中請使用 os.getcwd() 代替。

2. 使用 pathlib 取得腳本所在目錄

✅ 使用 pathlib 取得腳本目錄

from pathlib import Path

# 取得腳本所在資料夾
script_directory = Path(__file__).resolve().parent

print("腳本所在資料夾:", script_directory)

✅ 執行結果（範例）

腳本所在資料夾: /home/user/project

• Path(__file__).resolve() 可取得絕對路徑。
• .parent 表示該路徑的上一層（也就是資料夾）。
• 推薦在新專案中使用 pathlib 方式。

3. 將腳本所在目錄設為目前目錄

✅ 使用 os.chdir() 設定目前目錄

import os

# 取得腳本目錄
script_directory = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))

# 設定為目前目錄
os.chdir(script_directory)

print("已設定為目前目錄:", os.getcwd())

✅ 執行結果（範例）

已設定為目前目錄: /home/user/project

• 將目前目錄設定為腳本所在位置，可確保使用相對路徑時行為一致。
• 非常適合需要跨平台、跨環境執行的腳本。

import os

# Notebook 中無法使用 __file__，改用目前目錄
script_directory = os.getcwd()
print("Notebook 中的目前目錄:", script_directory)

4. 實用範例：依照腳本位置開啟檔案

✅ 範例：開啟與腳本同一資料夾的檔案

import os

# 取得腳本所在目錄
script_directory = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))

# 合併路徑（data.txt）
file_path = os.path.join(script_directory, "data.txt")

# 開啟檔案
with open(file_path, "r") as file:
    content = file.read()

print("檔案內容:", content)

✅ 執行結果（範例）

檔案內容: 這是來自腳本所在資料夾的檔案內容。

• 使用 os.path.join() 或 Path / "檔名" 可組合路徑。
• 可提升程式的可攜性與穩定性。

總結

• 使用 __file__ 可取得腳本自身的路徑。
• 推薦使用 Path(__file__).resolve().parent 搭配 pathlib 取得目錄。
• 可透過 os.chdir() 將腳本目錄設為目前目錄，確保相對路徑正確運作。
• Jupyter Notebook 中無法使用 __file__，請使用 os.getcwd()。
• 根據腳本位置開啟檔案能提升程式的可移植性。

7. 常見問題（FAQ）

Q1: os.getcwd() 和 os.path.abspath('.') 有什麼不同？

✅ 解答

• os.getcwd()：回傳目前的工作目錄（絕對路徑）。
• os.path.abspath('.') ：將指定的路徑（此處是 "."）轉換為絕對路徑。

import os

print("os.getcwd():", os.getcwd())  
print("os.path.abspath('.'):", os.path.abspath('.'))

os.getcwd(): /home/user/project
os.path.abspath('.'): /home/user/project

• 大多數情況下兩者結果相同，但推薦直接使用 os.getcwd()，語意更清楚。

Q2: 使用 os.chdir() 變更目錄會影響整個程式嗎？

✅ 解答

• 是的，os.chdir() 會變更整個 Python 執行環境的目前目錄。
• 若程式中其他地方使用相對路徑，可能會因目錄改變而產生錯誤。

import os

print("變更前:", os.getcwd())
os.chdir('/tmp')
print("變更後:", os.getcwd())

# 嘗試讀取原目錄下的檔案
with open("config.json", "r") as file:
    content = file.read()  # 可能會出錯

import os

original_directory = os.getcwd()  # 儲存原始目錄
os.chdir('/tmp')  # 臨時變更

# 執行一些操作...

os.chdir(original_directory)  # 還原目錄
print("已還原目錄:", os.getcwd())

• 若需要暫時變更目錄，請務必儲存並還原，以免造成錯誤。

Q3: pathlib 和 os，哪個比較好用？

✅ 解答

• 新專案 → 推薦使用 pathlib
• 維護舊專案或需 Python 2 支援 → 使用 os

Q4: os.listdir() 會列出資料夾和檔案，我該怎麼只取得檔案？

✅ 解答

import os

files = [f for f in os.listdir() if os.path.isfile(f)]
print("檔案清單:", files)

from pathlib import Path

files = [f for f in Path.cwd().iterdir() if f.is_file()]
print("檔案清單:", files)

• 推薦使用 pathlib，可讀性更佳。

Q5: 為什麼使用 __file__ 時會出錯？

✅ 解答

• __file__ 僅在「執行 .py 腳本」時可用。
• 在 Jupyter Notebook 中 __file__ 不存在，會出錯。

import os

script_directory = os.getcwd()
print("Notebook 中的目前目錄:", script_directory)

• Notebook 使用 os.getcwd() 來取得目前目錄是最佳方式。

Q6: 不使用 os.chdir()，可以根據腳本位置讀取檔案嗎？

✅ 解答

import os

script_directory = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
file_path = os.path.join(script_directory, "data.txt")

with open(file_path, "r") as file:
    content = file.read()

from pathlib import Path

script_directory = Path(__file__).resolve().parent
file_path = script_directory / "data.txt"

with file_path.open("r") as file:
    content = file.read()

• 使用 pathlib 可大幅提升程式的可讀性與可維護性。

總結

• os.getcwd() 與 os.path.abspath('.') 都能取得目前目錄，但語意上前者更推薦。
• os.chdir() 會改變全域執行目錄，務必小心操作並記得還原。
• 現代開發中推薦使用 pathlib，尤其是 Python 3.4 以上的專案。
• os.listdir() 搭配 os.path.isfile()，或使用 Path.is_file() 可過濾資料夾。
• 在 Notebook 中無法使用 __file__，請使用 os.getcwd()。
• 根據腳本路徑組合檔案路徑可避免使用 os.chdir()，提升穩定性。

8. 總結

1. 什麼是目前目錄？

• 目前目錄（工作目錄）是 Python 腳本執行時所參考的路徑基準。
• 若使用相對路徑，會以目前目錄為基準，因此若沒設定正確，可能導致找不到檔案。

2. 如何取得目前目錄

import os
print(os.getcwd())  # 取得目前目錄

from pathlib import Path
print(Path.cwd())  # 取得目前目錄

3. 如何變更目前目錄

import os
os.chdir("/new/directory")  # 變更目錄

• 變更目前目錄會影響後續所有使用相對路徑的操作。
• 記得在變更前儲存原始目錄，以便還原。

original = os.getcwd()
os.chdir("/new")
os.chdir(original)

4. 如何列出目前目錄中的檔案

import os
print(os.listdir())

from pathlib import Path
print(list(Path.cwd().iterdir()))

• 篩選特定副檔名：

txt_files = [f for f in Path.cwd().iterdir() if f.suffix == '.txt']
print(txt_files)

5. 如何取得腳本自身所在目錄

import os
print(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))

from pathlib import Path
print(Path(__file__).resolve().parent)

• 在 Jupyter Notebook 中無法使用 __file__，請改用 os.getcwd()。

6. 常見問題（FAQ）重點整理

• os.getcwd() 與 os.path.abspath('.') 類似，但 os.getcwd() 更具可讀性。
• os.chdir() 會改變整個執行環境的目錄，建議變更前後記得儲存與還原。
• Python 3.4 以上的專案建議使用 pathlib（語法更簡潔、可讀性更高）。
• os.listdir() 搭配 os.path.isfile() 或 Path.is_file() 可過濾資料夾。
• 根據腳本的絕對位置處理檔案，可避免使用 os.chdir() 而產生問題。

7. 適用情境

• 需處理檔案的 Python 程式（如資料分析、日誌寫入、爬蟲等）。
• 希望提升程式的可攜性與穩定性。
• 針對不同執行環境進行目錄管理（例如 VSCode、命令列、Notebook）。

8. 結語

參考資料

• Python 官方文件（os 模組）
• Python 官方文件（pathlib 模組）

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