In diesem Artikel werden M?glichkeiten zum effizienten Auffinden bestimmter Unterordner in gro?en Verzeichnissen in Python untersucht. Angesichts des Leistungsengpasses von herk?mmlichem os.listdir bei der Verarbeitung gro?er Dateien wird in diesem Artikel ausführlich beschrieben, wie die Iteratorfunktion und der Cache-Mechanismus von os.scandir verwendet werden k?nnen, um E/A-Vorg?nge und Speichernutzung erheblich zu reduzieren und so ein schnelleres und optimierteres Scannen von Verzeichnissen zu erreichen.

Leistungsengp?sse bei herk?mmlichen Methoden zum Scannen von Verzeichnissen

In Python ist die Verwendung von os.listdir() eine g?ngige Methode zum Aufz?hlen von Verzeichnisinhalten. Allerdings kann dieser Ansatz bei sehr gro?en Verzeichnissen mit Hunderttausenden oder mehr Dateien und Unterordnern zu erheblichen Leistungsproblemen führen. Die Hauptgründe sind:

1. Aufwand für zwei Systemaufrufe : os.listdir() ruft zun?chst die Namensliste aller Dateien und Ordner unter dem angegebenen Pfad ab. Um anschlie?end festzustellen, ob es sich bei jedem Eintrag um ein Verzeichnis handelt (z. B. mit os.path.isdir()), muss das Programm für jeden Namen in der Liste einen separaten Systemaufruf durchführen, um dessen Metadaten abzurufen. Dies bedeutet, dass für N Eintr?ge N zus?tzliche Systemaufrufe an os.path.isdir() generiert werden, was zu einer gro?en Anzahl von E/A-Vorg?ngen und einem hohen Zeitaufwand führt.
2. Speichernutzung : os.listdir() l?dt alle Eintragsnamen in einem Verzeichnis auf einmal in den Speicher, was bei Verzeichnissen mit einer gro?en Anzahl von Eintr?gen zu einer erheblichen Speichernutzung führen kann.
3. übereinstimmung mit regul?ren Ausdrücken : Nachdem Sie alle Eintr?ge erhalten haben, filtern Sie nach regul?ren Ausdrücken. Obwohl es leistungsstark ist, erh?ht bei gro?en Datenmengen jeder Treffer dennoch den Rechenaufwand.

Im Folgenden finden Sie ein typisches Beispiel für eine Legacy-Implementierung, das zu Leistungsproblemen führen kann:

 Betriebssystem importieren
Import bzgl

def find_subfolders_inefficient(dir_of_interest, Starting_string_of_interest):
    # 1. Alle Datei- und Ordnernamen abrufen all_entries = os.listdir(dir_of_interest)

    # 2. Alle Unterordner herausfiltern (jedes os.path.isdir() ist ein Systemaufruf)
    all_subfolders = [
        Artikel für Artikel in all_entries 
        if os.path.isdir(os.path.join(dir_of_interest, item))
    ]

    # 3. Verwenden Sie regul?re Ausdrücke, um mit regexp_pattern = re.compile(starting_string_of_interest) übereinzustimmen.
    all_subfolders_of_interest = list(filter(regexp_pattern.match, all_subfolders))

    Gibt all_subfolders_of_interest zurück

# Beispielaufruf # subfolders = find_subfolders_inefficient('path/to/large/folder', 'prefix_')

os.scandir: Effizienter Verzeichnis-Iterator

Um den oben genannten Leistungsengpass zu beheben, hat Python 3.5 die Funktion os.scandir() eingeführt. os.scandir() bietet einen effizienteren Verzeichnisiterator. Seine Hauptvorteile sind:

1. Systemaufrufe reduzieren : os.scandir() gibt einen Iterator zurück und jede Iteration generiert ein os.DirEntry-Objekt. Dieses DirEntry-Objekt speichert den Dateityp und die Statistiken (z. B. ob es sich um ein Verzeichnis, eine Datei usw. handelt) zwischen, wenn es erstellt wird. Daher ist es nicht erforderlich, os.path.isdir() oder os.path.isfile() aufzurufen, um diese Informationen zu erhalten. Dadurch wird die Anzahl der Anfragen an das Dateisystem erheblich reduziert.
2. Iteratormuster : os.scandir() l?dt nicht alle Eintr?ge auf einmal in den Speicher, sondern generiert bei Bedarf eines nach dem anderen DirEntry-Objekte. Dadurch ist es beim Umgang mit sehr gro?en Verzeichnissen ?u?erst speichereffizient.
3. Direkter Zugriff auf Attribute : Das DirEntry-Objekt stellt Methoden und Attribute wie Name (Dateiname/Ordnername), Pfad (vollst?ndiger Pfad), is_dir(), is_file() usw. bereit, die direkt zum Ermitteln und Abrufen von Informationen verwendet werden k?nnen.

Optimierte Implementierung: Verwenden Sie os.scandir, um Unterordner zu finden

Die Verwendung von os.scandir() zur Optimierung der Logik zum Suchen des angegebenen Unterordners kann die Leistung erheblich verbessern. Das Folgende ist eine optimierte Implementierung basierend auf os.scandir():

 Betriebssystem importieren

def find_subfolders_efficient(dir_of_interest, Starting_string_of_interest):
    ?““
    Verwenden Sie os.scandir, um Unterordner, die mit einer bestimmten Zeichenfolge beginnen, in einem angegebenen Verzeichnis effizient zu finden.

    Argumente:
        dir_of_interest (str): Zu scannender Verzeichnispfad.
        Starting_string_of_interest (str): Die übereinstimmende Anfangszeichenfolge des Unterordnernamens.

    Rückgaben:
        Liste: Liste übereinstimmender Unterordnernamen.
    ?““
    all_subfolders_of_interest = []

    versuchen:
        # Durchlaufen Sie Verzeichniseintr?ge mit os.scandir(dir_of_interest) als Eintr?gen:
            zum Eintrag in Eintr?ge:
                # überprüfen Sie, ob es sich um ein Verzeichnis handelt und der Name mit dem Pr?fix übereinstimmt. # Entry.is_dir() vermeidet zus?tzliche Systemaufrufe. # Entry.name ruft den Namen direkt ab und vermeidet Pfadsplei?en, wenn Entry.is_dir() und Entry.name.startswith(starting_string_of_interest):
                    all_subfolders_of_interest.append(entry.name)
    au?er FileNotFoundError:
        print(f"Fehler: Verzeichnis '{dir_of_interest}' existiert nicht.")
    au?erPermissionError:
        print(f"Fehler: Keine Berechtigung zum Zugriff auf das Verzeichnis '{dir_of_interest}'.")
    au?er Ausnahme als e:
        print(f"Beim Scannen des Verzeichnisses ist ein unbekannter Fehler aufgetreten: {e}")

    Gibt all_subfolders_of_interest zurück

# Beispielaufruf, wenn __name__ == '__main__':
    # Erstellen Sie eine Testverzeichnisstruktur (optional)
    # os.makedirs('test_large_folder/prefix_sub1', exist_ok=True)
    # os.makedirs('test_large_folder/another_sub', exist_ok=True)
    # os.makedirs('test_large_folder/prefix_sub2', exist_ok=True)
    # mit open('test_large_folder/file.txt', 'w') as f:
    # f.write("test")

    target_dir = 'test_large_folder' # Durch Ihr tats?chliches Verzeichnis ersetzen search_prefix = 'prefix_'

    print(f"Suche nach Unterordnern, die mit '{search_prefix}' beginnen, in {target_dir}...")
    Found_subfolders = find_subfolders_efficient(target_dir, search_prefix)

    wenn gefundene_Unterordner:
        print("Folgende Unterordner gefunden:")
        für Ordner in ?found_subfolders“:
            print(f"- {Ordner}")
    anders:
        print("Kein passender Unterordner gefunden.")

Wenn wir im obigen Code das von os.scandir zurückgegebene DirEntry-Objekt direkt iterieren, verwenden wir die Methode ?entry.is_dir()“, um zu bestimmen, ob es sich um ein Verzeichnis handelt, und verwenden ?entry.name.startswith()“ für den Namensabgleich. Dieser Ansatz kombiniert die Bestimmung des Dateityps und die Namensfilterung in einer einzigen Schleife, wodurch mehrere Listenerstellungen und zus?tzliche Systemaufrufe vermieden werden, was zu erheblichen Leistungsverbesserungen führt.

Zu beachtende Dinge und Best Practices

• Fehlerbehandlung : In tats?chlichen Anwendungen sollten ungew?hnliche Situationen wie das Nichtvorhandensein von Dateien oder Verzeichnissen und unzureichende Berechtigungen immer berücksichtigt und eine entsprechende Fehlerbehandlung durchgeführt werden, z. B. der Try-Except-Block im Beispielcode.
• Ressourcenverwaltung : Der von os.scandir() zurückgegebene Iterator ist eine Dateisystemressource. Es wird empfohlen, die with-Anweisung zu verwenden, um sicherzustellen, dass der Iterator nach der Verwendung korrekt geschlossen wird und Ressourcen auch dann freigegeben werden k?nnen, wenn eine Ausnahme auftritt.
• Plattformübergreifende Kompatibilit?t : os.scandir() ist plattformübergreifend und funktioniert ordnungsgem?? unter Windows, Linux und macOS.
• Kombination mit pathlib : Für modernere Python-Dateisystemoperationen sollten Sie eine Kombination mit dem pathlib-Modul in Betracht ziehen. Das pathlib.Path-Objekt stellt auch die Methode iterdir() bereit, und die zugrunde liegende Ebene wird normalerweise basierend auf os.scandir implementiert, wodurch eine objektorientiertere API bereitgestellt wird.

Zusammenfassen

os.scandir() ist ein unverzichtbares Optimierungstool bei der Bew?ltigung umfangreicher Verzeichnis-Scan-Aufgaben in Python. Es verbessert die Leistung und Speichereffizienz von Dateisystemvorg?ngen erheblich, indem es effiziente Verzeichnisiteratoren bereitstellt, Dateitypinformationen zwischenspeichert und unn?tige Systemaufrufe vermeidet. Die Migration von der Kombination aus os.listdir und os.path.isdir zu os.scandir ist ein wichtiger Schritt zur Optimierung der Interaktion mit dem Python-Dateisystem, insbesondere für Szenarien, in denen bestimmte Dateien oder Verzeichnisse schnell abgerufen werden müssen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonStrategien zur effizienten Suche bestimmter Unterordner in Python: Anwendung und Optimierung von os.scandir. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!