Python os-Modul: Anleitung für Datei- und Verzeichnisoperationen

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Soren Atelier

Updated on 10.2.2026

Jedes Python-Skript, das eine Konfigurationsdatei liest, Ausgaben speichert, Daten organisiert oder Deployments automatisiert, muss mit dem Dateisystem interagieren. Aber Dateipfade verhalten sich unter Windows, macOS und Linux unterschiedlich. Ein fest codierter Pfad wie /home/user/data funktioniert unter Windows nicht. Das manuelle Zusammenfügen von Strings mit + und / führt zu Doppel-Slash-Fehlern und fehlenden Trennzeichen. Und ohne ordnungsgemäße Prüfungen könnte Ihr Skript die falsche Datei löschen oder abstürzen, wenn ein Verzeichnis bereits existiert.

Pythons os-Modul löst diese Probleme. Es bietet eine portable, plattformübergreifende Schnittstelle für die Arbeit mit dem Betriebssystem -- Verzeichnisse erstellen, Dateien auflisten, Umgebungsvariablen lesen, Pfade manipulieren und Verzeichnisbäume durchlaufen. Es wird mit jeder Python-Installation ausgeliefert, benötigt kein pip install und behandelt Plattformunterschiede automatisch.

Diese Anleitung behandelt jede wesentliche Funktion im os-Modul, organisiert nach Anwendungsfall, mit praktischen Beispielen, die Sie direkt in Ihre Projekte kopieren können.

Das aktuelle Arbeitsverzeichnis ermitteln

Bevor Sie irgendetwas mit Dateien tun, müssen Sie wissen, wo Ihr Skript läuft. os.getcwd() gibt das aktuelle Arbeitsverzeichnis als absoluten Pfad zurück.

import os
 
# Aktuelles Arbeitsverzeichnis ermitteln
cwd = os.getcwd()
print(cwd)  # e.g., /home/user/projects/myapp
 
# Arbeitsverzeichnis wechseln
os.chdir('/tmp')
print(os.getcwd())  # /tmp
 
# Zurückwechseln
os.chdir(cwd)

Verwenden Sie os.getcwd(), wenn Sie relative Pfade erstellen oder das Arbeitsverzeichnis nach einem vorübergehenden Wechsel wiederherstellen müssen.

Verzeichnisoperationen

Verzeichnisse erstellen

os.mkdir() erstellt ein einzelnes Verzeichnis. Es löst einen FileExistsError aus, wenn das Verzeichnis bereits existiert, und einen FileNotFoundError, wenn das übergeordnete Verzeichnis nicht existiert.

import os
 
# Ein einzelnes Verzeichnis erstellen
os.mkdir('output')
 
# Nur erstellen, wenn es nicht existiert
if not os.path.exists('output'):
    os.mkdir('output')

os.makedirs() erstellt Verzeichnisse rekursiv -- einschließlich aller fehlenden übergeordneten Verzeichnisse. Der Parameter exist_ok=True verhindert Fehler, wenn das Verzeichnis bereits existiert.

import os
 
# Verschachtelte Verzeichnisse in einem Aufruf erstellen
os.makedirs('data/raw/2026/january', exist_ok=True)
 
# Ohne exist_ok löst dies FileExistsError aus, wenn 'data' bereits existiert
# os.makedirs('data/raw/2026/january')  # kann Fehler auslösen

Verzeichnisinhalte auflisten

os.listdir() gibt eine Liste aller Einträge (Dateien und Verzeichnisse) in einem gegebenen Pfad zurück.

import os
 
# Alles im aktuellen Verzeichnis auflisten
entries = os.listdir('.')
print(entries)  # ['main.py', 'data', 'output', 'README.md']
 
# Inhalte eines bestimmten Verzeichnisses auflisten
data_files = os.listdir('/var/log')
print(data_files)

os.scandir() ist eine effizientere Alternative, die DirEntry-Objekte mit zwischengespeicherten Dateiattributen zurückgibt. Verwenden Sie es, wenn Sie Dateimetadaten neben den Namen benötigen.

import os
 
with os.scandir('.') as entries:
    for entry in entries:
        info = entry.stat()
        print(f"{entry.name:30s}  {'DIR' if entry.is_dir() else 'FILE':4s}  {info.st_size} bytes")

Verzeichnisse entfernen

os.rmdir() entfernt ein leeres Verzeichnis. Für nicht-leere Verzeichnisse verwenden Sie stattdessen shutil.rmtree().

import os
import shutil
 
# Ein leeres Verzeichnis entfernen
os.rmdir('output')
 
# Ein Verzeichnis und seinen gesamten Inhalt entfernen (mit Vorsicht verwenden)
shutil.rmtree('data/raw/2026')

Dateioperationen

Dateien löschen

os.remove() (oder sein Alias os.unlink()) löscht eine einzelne Datei. Es löst einen FileNotFoundError aus, wenn die Datei nicht existiert.

import os
 
# Eine Datei löschen
os.remove('temp_output.csv')
 
# Sicheres Löschen mit Existenzprüfung
filepath = 'temp_output.csv'
if os.path.exists(filepath):
    os.remove(filepath)
    print(f"Gelöscht {filepath}")
else:
    print(f"{filepath} nicht gefunden")

Dateien umbenennen und verschieben

os.rename() benennt eine Datei oder ein Verzeichnis um oder verschiebt sie/es. Wenn das Ziel bereits existiert, ist das Verhalten plattformabhängig -- es kann unter Unix überschreiben, aber unter Windows einen Fehler auslösen. Verwenden Sie os.replace() für garantierten atomaren Austausch.

import os
 
# Eine Datei umbenennen
os.rename('old_report.csv', 'new_report.csv')
 
# Eine Datei in ein anderes Verzeichnis verschieben
os.rename('report.csv', 'archive/report_2026.csv')
 
# Atomarer Austausch (überschreibt Ziel auf allen Plattformen)
os.replace('new_data.csv', 'data.csv')

Dateiinformationen abrufen

os.stat() gibt detaillierte Dateimetadaten zurück, einschließlich Größe, Berechtigungen und Zeitstempel.

import os
from datetime import datetime
 
info = os.stat('data.csv')
print(f"Größe: {info.st_size} bytes")
print(f"Geändert: {datetime.fromtimestamp(info.st_mtime)}")
print(f"Erstellt: {datetime.fromtimestamp(info.st_ctime)}")
print(f"Berechtigungen: {oct(info.st_mode)}")

Pfadoperationen mit os.path

Das Untermodul os.path ist der Ort, an dem die meiste tägliche Dateisystemarbeit stattfindet. Es behandelt Pfadkonstruktion, Validierung und Zerlegung plattformübergreifend.

Pfade sicher erstellen

Verketten Sie Pfade niemals mit +. Verwenden Sie os.path.join(), um Pfade unabhängig vom Betriebssystem korrekt zu erstellen.

import os
 
# Korrekt: os.path.join behandelt Trennzeichen
path = os.path.join('data', 'raw', 'sales.csv')
print(path)  # 'data/raw/sales.csv' auf Unix, 'data\\raw\\sales.csv' auf Windows
 
# Falsch: String-Verkettung kann fehlschlagen
bad_path = 'data' + '/' + 'raw' + '/' + 'sales.csv'  # bricht unter Windows

Existenz und Typ prüfen

import os
 
# Prüfen, ob ein Pfad existiert (Datei oder Verzeichnis)
print(os.path.exists('/etc/hosts'))      # True (unter Linux/macOS)
 
# Speziell auf eine Datei prüfen
print(os.path.isfile('main.py'))         # True
print(os.path.isfile('data'))            # False (es ist ein Verzeichnis)
 
# Speziell auf ein Verzeichnis prüfen
print(os.path.isdir('data'))             # True
print(os.path.isdir('main.py'))          # False

Pfade zerlegen

Extrahieren Sie Komponenten aus einem Dateipfad ohne manuelles String-Splitting.

import os
 
filepath = '/home/user/projects/report_final.csv'
 
# Dateinamen abrufen
print(os.path.basename(filepath))    # 'report_final.csv'
 
# Verzeichnis abrufen
print(os.path.dirname(filepath))     # '/home/user/projects'
 
# In Verzeichnis und Dateiname aufteilen
directory, filename = os.path.split(filepath)
print(directory)   # '/home/user/projects'
print(filename)    # 'report_final.csv'
 
# Dateiname und Erweiterung aufteilen
name, ext = os.path.splitext(filepath)
print(name)  # '/home/user/projects/report_final'
print(ext)   # '.csv'
 
# Absoluten Pfad aus relativem Pfad ermitteln
print(os.path.abspath('data.csv'))   # '/home/user/projects/data.csv'
 
# Benutzer-Heimatverzeichnis auflösen
print(os.path.expanduser('~/Documents'))  # '/home/user/Documents'

Schnellreferenz für Pfadoperationen

Umgebungsvariablen

Das os-Modul bietet direkten Zugriff auf System-Umgebungsvariablen -- unverzichtbar zum Lesen von Konfigurationen, API-Schlüsseln und Deployment-Einstellungen.

import os
 
# Eine Umgebungsvariable lesen (gibt None zurück, wenn nicht gesetzt)
db_host = os.getenv('DATABASE_HOST')
print(db_host)
 
# Mit Standardwert lesen
db_port = os.getenv('DATABASE_PORT', '5432')
print(db_port)  # '5432' wenn DATABASE_PORT nicht gesetzt ist
 
# Zugriff über os.environ Dictionary (löst KeyError aus, wenn fehlend)
try:
    secret = os.environ['API_SECRET']
except KeyError:
    print("API_SECRET nicht konfiguriert")
 
# Eine Umgebungsvariable setzen (für Kindprozesse)
os.environ['APP_MODE'] = 'production'
 
# Alle Umgebungsvariablen auflisten
for key, value in os.environ.items():
    print(f"{key}={value}")

Der Unterschied zwischen os.getenv() und os.environ[] ist wichtig: getenv gibt None (oder einen Standardwert) zurück, wenn die Variable fehlt, während os.environ[] einen KeyError auslöst. Verwenden Sie getenv für optionale Konfiguration und os.environ für erforderliche Einstellungen, die bei Abwesenheit lautstark fehlschlagen sollten.

Verzeichnisbäume durchlaufen mit os.walk

os.walk() durchläuft rekursiv einen Verzeichnisbaum und gibt für jedes besuchte Verzeichnis ein 3-Tupel (dirpath, dirnames, filenames) zurück.

import os
 
# Durch ein Projektverzeichnis durchlaufen
for dirpath, dirnames, filenames in os.walk('/home/user/project'):
    # Versteckte Verzeichnisse überspringen
    dirnames[:] = [d for d in dirnames if not d.startswith('.')]
 
    print(f"\nVerzeichnis: {dirpath}")
    print(f"  Unterverzeichnisse: {dirnames}")
    print(f"  Dateien: {filenames}")

Die In-Place-Modifikation von dirnames[:] kontrolliert, welche Unterverzeichnisse os.walk betritt. Dies ist ein leistungsstarkes Muster zum Überspringen von .git-, __pycache__- oder node_modules-Verzeichnissen.

Gesamte Verzeichnisgröße berechnen

import os
 
def get_directory_size(path):
    total = 0
    for dirpath, dirnames, filenames in os.walk(path):
        for filename in filenames:
            filepath = os.path.join(dirpath, filename)
            # Symbolische Links überspringen
            if not os.path.islink(filepath):
                total += os.path.getsize(filepath)
    return total
 
size_bytes = get_directory_size('/home/user/project')
size_mb = size_bytes / (1024 * 1024)
print(f"Gesamtgröße: {size_mb:.2f} MB")

Häufige Muster

Alle Dateien nach Erweiterung finden

import os
 
def find_files(directory, extension):
    """Rekursiv alle Dateien mit einer bestimmten Erweiterung finden."""
    matches = []
    for dirpath, dirnames, filenames in os.walk(directory):
        for filename in filenames:
            if filename.endswith(extension):
                matches.append(os.path.join(dirpath, filename))
    return matches
 
# Alle Python-Dateien finden
python_files = find_files('/home/user/project', '.py')
for f in python_files:
    print(f)
 
# Alle CSV-Datendateien finden
csv_files = find_files('data', '.csv')
print(f"{len(csv_files)} CSV-Dateien gefunden")

Eine verschachtelte Ausgabestruktur erstellen

import os
 
def setup_project_dirs(base_path):
    """Eine Standard-Projektverzeichnisstruktur erstellen."""
    dirs = [
        'data/raw',
        'data/processed',
        'data/output',
        'logs',
        'config',
        'reports/figures',
    ]
    for d in dirs:
        full_path = os.path.join(base_path, d)
        os.makedirs(full_path, exist_ok=True)
        print(f"Erstellt: {full_path}")
 
setup_project_dirs('my_project')

Sichere Dateioperationen mit temporären Dateien

import os
import tempfile
 
# Eine temporäre Datei erstellen, die automatisch gelöscht wird
with tempfile.NamedTemporaryFile(mode='w', suffix='.csv', delete=False) as tmp:
    tmp.write('col1,col2\n1,2\n3,4\n')
    tmp_path = tmp.name
 
print(f"Temporäre Datei: {tmp_path}")
print(f"Existiert: {os.path.exists(tmp_path)}")
 
# Aufräumen
os.remove(tmp_path)

os.path vs pathlib: Was sollten Sie verwenden?

Python 3.4 führte pathlib als objektorientierte Alternative zu os.path ein. Beide funktionieren, haben aber unterschiedliche Stärken.

Wann Sie os.path verwenden sollten: Legacy-Codebasen, Skripte, die Python 2 unterstützen müssen, oder wenn Sie mit Bibliotheken arbeiten, die nur String-Pfade akzeptieren.

Wann Sie pathlib verwenden sollten: Neue Projekte, wenn Sie sauberere Syntax wünschen, oder wenn Sie mehrere Pfadoperationen verketten.

# os.path-Ansatz
import os
config_path = os.path.join(os.path.expanduser('~'), '.config', 'myapp', 'settings.json')
if os.path.isfile(config_path):
    with open(config_path) as f:
        data = f.read()
 
# pathlib-Ansatz
from pathlib import Path
config_path = Path.home() / '.config' / 'myapp' / 'settings.json'
if config_path.is_file():
    data = config_path.read_text()

Beide Ansätze sind gültig. Das os-Modul ist nicht veraltet und bleibt der Standard für prozessbezogene Operationen, Umgebungsvariablen und Low-Level-Systemaufrufe. pathlib bietet einfach eine ergonomischere API für die Pfadmanipulation.

Plattformübergreifende Überlegungen

Das os-Modul passt sich automatisch an das aktuelle Betriebssystem an, aber es gibt Details, die es wert sind, bekannt zu sein.

import os
 
# os.sep ist der plattformspezifische Pfad-Trennzeichen
print(os.sep)       # '/' auf Unix, '\\' auf Windows
 
# os.linesep ist das plattformspezifische Zeilenende
print(repr(os.linesep))  # '\n' auf Unix, '\r\n' auf Windows
 
# os.name identifiziert die Betriebssystem-Familie
print(os.name)      # 'posix' auf Linux/macOS, 'nt' auf Windows
 
# os.path.join behandelt Trennzeichen automatisch
path = os.path.join('data', 'output', 'results.csv')
# 'data/output/results.csv' auf Unix
# 'data\\output\\results.csv' auf Windows

Wichtige Regeln für plattformübergreifende Skripte:

• Verwenden Sie immer os.path.join() statt String-Verkettung mit / oder \\.
• Verwenden Sie os.path.expanduser('~') statt fest codierter /home/username-Pfade.
• Verwenden Sie os.linesep oder öffnen Sie Dateien im Textmodus (der Zeilenenden behandelt) statt fest codierter \n.
• Testen Sie Ihre Pfadlogik auf beiden Plattformen, wenn Ihr Skript geteilt werden soll.

Dateisystemaufgaben mit RunCell automatisieren

Bei der Arbeit mit Dateisystemoperationen in Jupyter-Notebooks -- Datensätze organisieren, Projektstrukturen einrichten oder Dateibäume prüfen -- fügt RunCell (opens in a new tab) eine KI-Agenten-Schicht über Ihrer Notebook-Umgebung hinzu. Sie können beschreiben, was Sie möchten ("finde alle CSV-Dateien über 100 MB in diesem Verzeichnisbaum und liste sie nach Größe") und RunCell generiert und führt den os-Modulcode für Sie aus, wodurch sich wiederholende Dateiverwaltungsaufgaben schneller erledigt werden.

FAQ

Was ist das os-Modul in Python?

Das os-Modul ist Teil von Pythons Standardbibliothek. Es bietet Funktionen für die Interaktion mit dem Betriebssystem, einschließlich Datei- und Verzeichnismanipulation, Pfadbehandlung, Umgebungsvariablenzugriff und Prozessverwaltung. Sie importieren es mit import os -- keine Installation erforderlich.

Was ist der Unterschied zwischen os.path.join und String-Verkettung für Pfade?

os.path.join() verwendet automatisch das richtige Pfad-Trennzeichen für das aktuelle Betriebssystem (/ unter Unix, \ unter Windows). String-Verkettung mit + erfordert manuelles Einfügen von Trennzeichen, was zu Fehlern führt, wenn der Code auf einer anderen Plattform läuft. Verwenden Sie immer os.path.join().

Wie liste ich rekursiv alle Dateien in einem Verzeichnis auf?

Verwenden Sie os.walk(), um einen Verzeichnisbaum zu durchlaufen. Es gibt (dirpath, dirnames, filenames)-Tupel für jedes Verzeichnis zurück. Kombinieren Sie es mit os.path.join(dirpath, filename), um vollständige Pfade für jede Datei zu erstellen.

Sollte ich os.path oder pathlib verwenden?

Für neue Python-3-Projekte bietet pathlib eine sauberere, besser lesbare Syntax mit seiner objektorientierten API. Allerdings sind os und os.path nicht veraltet und sind immer noch die richtige Wahl für Umgebungsvariablen (os.environ), Prozessoperationen und Legacy-Codebasen. Viele Projekte verwenden beides.

Wie lösche ich eine Datei oder ein Verzeichnis sicher in Python?

Verwenden Sie os.remove(path) zum Löschen einer Datei und os.rmdir(path) zum Entfernen eines leeren Verzeichnisses. Prüfen Sie immer zuerst os.path.exists(path) oder umschließen Sie den Aufruf mit einem try/except-Block, um FileNotFoundError zu behandeln. Für nicht-leere Verzeichnisse verwenden Sie shutil.rmtree(path).

Fazit

Pythons os-Modul ist die Grundlage für jede Dateisystemoperation, die Ihre Skripte durchführen. os.path.join() erstellt Pfade sicher über Plattformen hinweg. os.makedirs() erstellt verschachtelte Verzeichnisse in einem einzigen Aufruf. os.walk() durchläuft ganze Verzeichnisbäume. os.environ und os.getenv() behandeln Konfiguration ohne fest codierte Geheimnisse. Und os.stat() liefert Ihnen detaillierte Dateimetadaten.

Für pfadintensiven Code sollten Sie in Betracht ziehen, os mit pathlib für sauberere Syntax zu kombinieren. Aber das os-Modul bleibt unverzichtbar -- es ist der Standardweg, um mit dem Betriebssystem in Python zu interagieren, und jeder Python-Entwickler sollte seine Kernfunktionen kennen.